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【關(guān)鍵詞】人工智能;未來教育;未來學(xué)校;創(chuàng)新變革;挑戰(zhàn)
【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【論文編號(hào)】1671-7384(2017)07-0012-03
近年來,世界各國(guó)高度重視人工智能技術(shù)的發(fā)展,相繼了相關(guān)研究報(bào)告。2016年10月,美國(guó)白宮了《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》和《國(guó)家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃》兩份重要報(bào)告。2016年11月,英國(guó)政府《人工智能:未來決策制定的機(jī)遇與影響》報(bào)告。2017年3月,國(guó)務(wù)院總理發(fā)表2017政府工作報(bào)告,指出要加快培育壯大包括人工智能在內(nèi)的新興產(chǎn)業(yè),“人工智能”首次被寫入政府工作報(bào)告。當(dāng)前,人工智能正逐漸融入電商零售、醫(yī)療健康、交通以及個(gè)人助理等多個(gè)領(lǐng)域,并展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用空間。人工智能在教育領(lǐng)域同樣擁有巨大的應(yīng)用潛力,隨著知識(shí)表示方法、機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、智能、情感計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展,人工智能將在教育領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用[1]。
人工智能在教育中的典型應(yīng)用主要集中在智能導(dǎo)師輔助個(gè)性化教與學(xué)、教育機(jī)器人等智能助手、居家學(xué)習(xí)的兒童伙伴、實(shí)時(shí)跟蹤與反饋的智能測(cè)評(píng)、教育數(shù)據(jù)的挖掘與智能化分析、學(xué)習(xí)分析與學(xué)習(xí)者數(shù)字肖像六大方向[1],已經(jīng)表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。學(xué)校作為教育活動(dòng)的重要組織場(chǎng)所之一,人工智能將為學(xué)校的管理與教學(xué)帶來變革性的影響,主要表現(xiàn)在四大方面:維護(hù)校園安全、輔助教師教學(xué)、變革學(xué)習(xí)范式以及優(yōu)化學(xué)校管理。
維護(hù)校園安全
校園安全是順利開展學(xué)校教育活動(dòng)的基礎(chǔ),也是教育改革和發(fā)展的基本保障?!秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》指出,要“切實(shí)維護(hù)教育系統(tǒng)和諧穩(wěn)定,深入開展平安校園、文明校園、綠色校園、和諧校園創(chuàng)建活櫻為師生創(chuàng)造安定有序、和諧融洽、充滿活力的工作學(xué)習(xí)生活環(huán)境”[2]。計(jì)算機(jī)視覺與機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展使得人工智能維護(hù)校園安全成為可能,其將在非法人員識(shí)別、消防安全預(yù)警、活動(dòng)事故防護(hù)三個(gè)方面發(fā)揮重要作用。
1. 非法人員識(shí)別
部署保安機(jī)器人將是未來學(xué)校保證維護(hù)校園安全的重要措施之一。保安機(jī)器人能通過眼部的圖像采集設(shè)備采集進(jìn)入校園人員的面部信息,識(shí)別當(dāng)前人員身份,若未檢測(cè)到相關(guān)人員信息,系統(tǒng)則會(huì)通知學(xué)校的安保人員進(jìn)行身份驗(yàn)證、登記等工作。同時(shí),位于校園各處的保安機(jī)器人還將實(shí)時(shí)監(jiān)控是否有陌生人通過非正規(guī)途徑進(jìn)入校園,檢測(cè)到相關(guān)行為之后,則會(huì)通知學(xué)校安保人員進(jìn)行處理。此外,位于學(xué)校門口的保安機(jī)器人還將采集學(xué)生的面部信息,與信息庫(kù)中的學(xué)生信息相比對(duì),確定學(xué)生身份,并記錄學(xué)生到校與離校時(shí)間,確保學(xué)生在校期間的安全。
2. 消防安全預(yù)警
未來學(xué)校的消防安全預(yù)警系統(tǒng)包含了感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、火焰探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器等多種感應(yīng)器,同時(shí)通過攝像設(shè)備實(shí)時(shí)采集圖像信息,分析畫面中是否出現(xiàn)明火、煙霧等現(xiàn)象。其綜合圖像分析與探測(cè)器感知,判斷是否有火災(zāi)現(xiàn)象發(fā)生。此外,系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)采集校園內(nèi)人員的行為數(shù)據(jù),與數(shù)據(jù)庫(kù)中消防安全危險(xiǎn)行為做比對(duì),分析是否有相關(guān)危險(xiǎn)行為發(fā)生。若危險(xiǎn)行為發(fā)生,則會(huì)通知學(xué)校安防人員。在火災(zāi)發(fā)生時(shí),擁有智能搜救技術(shù)的消防機(jī)器人將會(huì)代替人進(jìn)入火災(zāi)發(fā)生區(qū),通過生命探測(cè)儀,自動(dòng)感應(yīng)、搜索、識(shí)別被困人員,將其救出火災(zāi)發(fā)生區(qū)。消防機(jī)器人的部署很大程度上避免了人員進(jìn)入火災(zāi)發(fā)生區(qū)受到二次傷害現(xiàn)象的發(fā)生,其機(jī)動(dòng)性超越了現(xiàn)有的消防安全系統(tǒng),在很大程度上保證了校園內(nèi)師生生命和財(cái)產(chǎn)安全。
3. 活動(dòng)事故防護(hù)
目前,校園課間活動(dòng)的傷害事故主要表現(xiàn)在擁擠踩踏傷害、追逐打鬧傷害、危險(xiǎn)游戲傷害等三個(gè)方面?;谌斯ぶ悄艿幕顒?dòng)事故防護(hù)系統(tǒng)通過校園內(nèi)的攝像設(shè)備實(shí)時(shí)采集師生行為數(shù)據(jù),通過與數(shù)據(jù)庫(kù)中活動(dòng)事故危險(xiǎn)行為模型相比對(duì),分析判斷是否有危險(xiǎn)行為發(fā)生。若相關(guān)行為發(fā)生,系統(tǒng)則會(huì)將相關(guān)危險(xiǎn)行為發(fā)生的地點(diǎn)、類型等發(fā)送給學(xué)校的安防人員,提醒安防人員采取相應(yīng)措施。
輔助教師教學(xué)
隨著圖像識(shí)別、語音識(shí)別、自然語言處理等技術(shù)的發(fā)展,越來越多的人工智能工具被應(yīng)用于教育領(lǐng)域,成為教師教學(xué)的得力助手。教育機(jī)器人和智能作業(yè)測(cè)評(píng)工具的出現(xiàn)大大減輕了教師的負(fù)擔(dān),提高了教師教學(xué)的效率。
1. 輔助備課
備課是真實(shí)教學(xué)實(shí)踐的預(yù)演,是應(yīng)用教師知識(shí)并發(fā)展教師知識(shí)的過程。其既是確保教學(xué)質(zhì)量的條件,也是教師專業(yè)發(fā)展的途徑[3],是教師教學(xué)的重要組成部分。備課機(jī)器人能夠通過語音識(shí)別記錄教師話語信息,利用自然語言處理技術(shù)分析整合教師話語信息,識(shí)別教師要求。備課機(jī)器人根據(jù)教師提供的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)、學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)等,在相關(guān)學(xué)科的知識(shí)庫(kù)中進(jìn)行資源的搜索與整合,形成電子教案。同時(shí),根據(jù)教案內(nèi)容為教師提供課堂測(cè)試習(xí)題以及上課所需課件。教師只需要根據(jù)所教班級(jí)的學(xué)生特點(diǎn)與自己的教學(xué)習(xí)慣,對(duì)教案、測(cè)試習(xí)題以及課件稍作調(diào)整即可應(yīng)用于教學(xué)。
2. 智能作業(yè)測(cè)評(píng)
自然語言處理技術(shù)的進(jìn)步使得作業(yè)自動(dòng)批改成為可能??拼笥嶏w將“訊飛超腦”計(jì)劃的階段性研究成果“全學(xué)科閱卷”技術(shù)應(yīng)用于考試,實(shí)現(xiàn)閱卷過程的數(shù)據(jù)化與自動(dòng)化,在將教師從簡(jiǎn)單重復(fù)的閱卷工作中解放出來的同時(shí),完成對(duì)考試數(shù)據(jù)的采集[4]?;谌斯ぶ悄艿淖鳂I(yè)評(píng)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)作文、閱讀等主觀題進(jìn)行語義識(shí)別并提出修改意見,根據(jù)學(xué)生的作業(yè)結(jié)果為教師自動(dòng)生成詳細(xì)的學(xué)情報(bào)告。智能作業(yè)評(píng)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用將有效分擔(dān)教師的教學(xué)壓力,顯著提高教學(xué)效率,教師能夠更多地專注于與學(xué)生互動(dòng)、教學(xué)設(shè)計(jì)和專業(yè)發(fā)展。
3. 輔助課堂管理
在未來,教輔機(jī)器人將走進(jìn)教室,輔助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中遇到的難題。教輔機(jī)器人能夠識(shí)別學(xué)生身份,讀取學(xué)生當(dāng)天所學(xué)課程信息以及學(xué)生在課堂的行為數(shù)據(jù),為學(xué)生提供個(gè)性化解題方案奠定基礎(chǔ)。教輔機(jī)器人通過語音識(shí)別獲取學(xué)生問題信息,利用自然語言處理技術(shù)分析整合學(xué)生話語信息。然后,教輔機(jī)器人通過人臉識(shí)別采集學(xué)生的面部信息,綜合面部表情、姿態(tài)和語調(diào)通過情感計(jì)算技術(shù)分析目前學(xué)生的情緒狀態(tài),綜合學(xué)生的情緒狀態(tài)和行為數(shù)據(jù)確定學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)狀態(tài)。教輔機(jī)器人依托優(yōu)秀教師授課資源庫(kù),智能搜索相關(guān)答案,針對(duì)不同學(xué)習(xí)狀態(tài)的學(xué)生采取不用的解題風(fēng)格。此外,教輔機(jī)器人將收集到的學(xué)生行為數(shù)據(jù)上傳到學(xué)生管理系統(tǒng),輔助教師等進(jìn)行學(xué)生的日常管理工作。
變革學(xué)習(xí)范式
學(xué)習(xí)范式是指特定時(shí)代的學(xué)習(xí)共同體所共有的學(xué)習(xí)理念、學(xué)習(xí)方式,并對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)行為產(chǎn)生積極的引導(dǎo)作用,以促進(jìn)學(xué)習(xí)的有效進(jìn)行[5]。人工智能技術(shù)的發(fā)展使自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)真正地為教育所用,為學(xué)習(xí)所用,人工智能將使現(xiàn)有的學(xué)習(xí)范式走向自適應(yīng)學(xué)習(xí)。
自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)在本質(zhì)上是一類支持個(gè)別化學(xué)習(xí)的在線學(xué)習(xí)環(huán)境。它針對(duì)個(gè)體在學(xué)習(xí)過程中的差異性(因人、因時(shí))而提供適合個(gè)體特征的學(xué)習(xí)支持,包括個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)策略等[6]?;谌斯ぶ悄艿淖赃m應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)將整合自適應(yīng)內(nèi)容、自適應(yīng)評(píng)估和自適應(yīng)序列三種工具。自適應(yīng)內(nèi)容通過分析學(xué)生對(duì)問題具體的回答,為學(xué)生提供個(gè)性化的內(nèi)容反饋和學(xué)習(xí)資源推送。自適應(yīng)序列利用一定的算法和預(yù)測(cè)性分析,基于學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn),持續(xù)收集數(shù)據(jù)。其中在數(shù)據(jù)收集階段,自適應(yīng)序列會(huì)將學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生互動(dòng)集成起來,再由模型計(jì)算引擎對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以備使用。自適應(yīng)評(píng)估可根據(jù)學(xué)生回答問題的正確與否,及時(shí)改變和調(diào)整測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)。
優(yōu)化學(xué)校管理
學(xué)校是教育的核心單元,高效的學(xué)校管理是學(xué)校開展各項(xiàng)工作并得以高效運(yùn)行的重要保障[7]。人工智能的融入將使未來學(xué)校的管理工作更加高效,使學(xué)校更好地服務(wù)于教師的教學(xué)與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。其將在考務(wù)管理、教師管理、學(xué)生管理三方面發(fā)揮重要作用。
1. 考務(wù)管理
在未來的學(xué)校中,監(jiān)考機(jī)器人將代替監(jiān)考人員進(jìn)行考務(wù)工作,很大程度上節(jié)省學(xué)??紕?wù)管理方面的人力資源。監(jiān)考機(jī)器人通過內(nèi)置于眼部的攝像頭采集學(xué)生的面部信息,與數(shù)據(jù)庫(kù)中學(xué)生信息比對(duì),確定學(xué)生身份,自動(dòng)完成簽到。其通過內(nèi)置于手臂端的金屬探測(cè)器,掃描學(xué)生全身,z測(cè)學(xué)生是否帶有作弊物品。監(jiān)考機(jī)器人通過攝像頭、紅外感知等確定學(xué)生位置以及教室內(nèi)的桌椅等位置,規(guī)劃行動(dòng)路徑,分發(fā)和收集試卷。此外,監(jiān)考機(jī)器人還將通過位于眼部的攝像頭實(shí)時(shí)采集學(xué)生行為數(shù)據(jù),與數(shù)據(jù)庫(kù)中作弊行為實(shí)時(shí)對(duì)比分析,如果學(xué)生有作弊行為發(fā)生,則會(huì)立即制止,維護(hù)考場(chǎng)紀(jì)律。
2. 教師管理
教師管理是學(xué)校管理工作中的重要組成部分,教師評(píng)價(jià)則是教學(xué)管理中的核心部分。人工智能為教師的智能評(píng)價(jià)提供了可能?;谌斯ぶ悄艿慕處熢u(píng)價(jià)系統(tǒng)通過教室的攝像設(shè)備實(shí)時(shí)采集教師及學(xué)生的行為數(shù)據(jù)、表情數(shù)據(jù),通過學(xué)生的穿戴設(shè)備采集其體征數(shù)據(jù)。系統(tǒng)經(jīng)過對(duì)教師和學(xué)生的行為數(shù)據(jù)、情緒數(shù)據(jù)和體征數(shù)據(jù)的分析(如系統(tǒng)與學(xué)校的學(xué)科管理系統(tǒng)相連通,確定教師的教學(xué)內(nèi)容是否與教學(xué)大綱要求相適應(yīng),重難點(diǎn)是否突出,所講述內(nèi)容是否具有實(shí)用性;教師講授知識(shí)時(shí),根據(jù)學(xué)生的行為、情緒和體征的反應(yīng)確定教師所講授知識(shí)是否被學(xué)生理解;教師在講授內(nèi)容和組織學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí),語言是否規(guī)范、清晰,態(tài)度是否親切和藹等),最終評(píng)定教師的教學(xué)效果,并生成可視化報(bào)告,輔助學(xué)校完成對(duì)教師教學(xué)效果的評(píng)估工作。此外,系統(tǒng)還將通過教室的攝像設(shè)備采集教師面部信息,識(shí)別教師身份,自動(dòng)記錄教師的出勤情況,輔助學(xué)校的教師管理工作。
3. 學(xué)生管理
學(xué)生管理在學(xué)校管理中同樣發(fā)揮著重要作用?;谌斯ぶ悄艿膶W(xué)生管理系統(tǒng)可通過位于學(xué)校門口以及教室的攝像設(shè)備采集學(xué)生面部信息,識(shí)別學(xué)生身份,自動(dòng)記錄學(xué)生的到校時(shí)間和離校時(shí)間,為學(xué)生的出勤考核提供數(shù)據(jù)支持。通過位于教室的攝像設(shè)備實(shí)時(shí)采集學(xué)生的行為數(shù)據(jù),分析學(xué)生的課堂表現(xiàn)以及課余時(shí)間的同學(xué)之間的交流情況,為學(xué)生管理的班風(fēng)、學(xué)風(fēng)管理提供決策支持。同時(shí),通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、課堂表現(xiàn)、課下交流情況,判斷學(xué)生是否有異常行為(趨向),并及時(shí)反饋給學(xué)校管理者。此外,系統(tǒng)還將學(xué)生的在校情況,包括到校時(shí)間、離校時(shí)間、測(cè)試成績(jī)、作業(yè)完成情況等反饋給學(xué)生家長(zhǎng),家校協(xié)同完成學(xué)生管理工作。
讓機(jī)器在沒有人類教師的幫助下學(xué)習(xí),讓機(jī)器像人類一樣感知和理解世界,使機(jī)器具有自我意識(shí)、情感,以及反思自身處境與行為的能力,是人工智能面臨的主要挑戰(zhàn)[8]。除此之外,人工智能在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用目前還處于初級(jí)階段,在學(xué)校的管理與教學(xué)應(yīng)用方面仍面臨著數(shù)據(jù)基礎(chǔ)薄弱、決策和推理機(jī)制適應(yīng)難、缺乏專業(yè)應(yīng)用人才等挑戰(zhàn)。
(作者單位:江蘇師范大學(xué)智慧教育學(xué)院)
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關(guān)鍵詞:IRobotQ3D; 鄉(xiāng)鎮(zhèn)高中; 機(jī)器人教學(xué)軟件; 機(jī)器人選修課
中圖分類號(hào):G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-3315(2014)03-022-001
《江蘇省普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求》(2006年)中有一個(gè)模塊選修5:人工智能初步,本模塊的教學(xué)應(yīng)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生體驗(yàn)人工智能技術(shù)的具體應(yīng)用;根據(jù)高中學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和本校實(shí)際情況開展教學(xué);要注意發(fā)現(xiàn)有特長(zhǎng)的學(xué)生并對(duì)他們進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。
而機(jī)器人就屬于人工智能的一塊分支,它是一門集合了應(yīng)用數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、控制、傳感技術(shù)、通信和人工智能等多種技術(shù)在內(nèi)的綜合實(shí)踐性課程,它要求學(xué)生能夠綜合地、靈活地運(yùn)用各種知識(shí),在團(tuán)隊(duì)合作、實(shí)踐操作的學(xué)習(xí)形式下完成一個(gè)個(gè)小項(xiàng)目,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用信息分析問題、解決問題的能力。機(jī)器人教學(xué)體現(xiàn)了“做中學(xué)”的教學(xué)理念,在學(xué)習(xí)過程中強(qiáng)調(diào)動(dòng)腦與動(dòng)手的結(jié)合,從而有利于改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式,為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。世界發(fā)達(dá)國(guó)家例如美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本等已把機(jī)器人教學(xué)納入中小學(xué)教育之中,我國(guó)許多有條件的中小學(xué)也開展了機(jī)器人教育。
但由于受到經(jīng)費(fèi)、師資、器材等因素的制約,在高中階段只涉及軟件的學(xué)習(xí),在完全虛擬的3D環(huán)境來進(jìn)行組裝,調(diào)試,更改,成為一個(gè)很好的介入機(jī)器人學(xué)習(xí)的一種可行的途徑。
但正因?yàn)槭侨浖木壒剩瑳]法給我們實(shí)際環(huán)境中的真實(shí)的體驗(yàn),比如輪胎材質(zhì)的摩擦力,馬達(dá)的不同轉(zhuǎn)速所帶來不同的扭矩感受等,當(dāng)然這是由于直接的經(jīng)濟(jì)問題帶來的結(jié)果,下面就我使用這款軟件所得的感受論述之,以此證明IRobotQ3D用在高中選修教學(xué)中還是有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)的。
核心技術(shù):
IRobotQ3D虛擬機(jī)器人軟件提供了多個(gè)平臺(tái),有機(jī)器人搭建平臺(tái),設(shè)計(jì)場(chǎng)景調(diào)試平臺(tái),在線網(wǎng)絡(luò)對(duì)戰(zhàn)平臺(tái)。
場(chǎng)景調(diào)試平臺(tái)突出了基于物理引擎的設(shè)計(jì),能模擬真實(shí)的物體運(yùn)動(dòng)以及物體的密度、質(zhì)量、速度、加速度等各種現(xiàn)實(shí)物理屬性,在發(fā)生碰撞、受力、摩擦等運(yùn)動(dòng)時(shí)能模擬出不同的運(yùn)動(dòng)效果。
優(yōu)點(diǎn):可以選擇不同的測(cè)試場(chǎng)景,不用制作購(gòu)買相應(yīng)的材料。也可以自己定義構(gòu)造一個(gè)測(cè)試的環(huán)境,天空,陸地,海洋信手拈來。是一個(gè)完全開放的任務(wù)體系。
缺點(diǎn):情景不夠真實(shí),另外虛擬機(jī)器人軟件的各種不足,教學(xué)中設(shè)計(jì)的任務(wù)往往會(huì)忽略很多現(xiàn)實(shí)生活中的因素,出現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過于理想化,虛擬化的現(xiàn)象。使學(xué)生對(duì)所學(xué)習(xí)的物理傳感器的作用不夠真實(shí)、深刻。不利于學(xué)生思維嚴(yán)謹(jǐn)性和周密性的培養(yǎng)。
搭建平臺(tái)是3維的,可以360度球形的看整個(gè)設(shè)計(jì)、拼裝的機(jī)器人,在搭建的過程中只要注意相對(duì)應(yīng)的拼裝點(diǎn)連接就可以了,釋放起來也很方便。相同的部件可以通過復(fù)制的方式完成,減少實(shí)際過程的工作量。制作好的機(jī)器人可以保存起來,如果要在不同的環(huán)境中調(diào)用,只要更改一些細(xì)節(jié)的地方就可以了,著實(shí)方便。
優(yōu)點(diǎn):可以培養(yǎng)學(xué)生的三維空間感,減少反復(fù)拼裝所花的時(shí)間。
缺點(diǎn):沒法體會(huì)到實(shí)際拼裝,動(dòng)手的快樂。
完成一個(gè)項(xiàng)目、構(gòu)建一個(gè)機(jī)器人作品,需要考慮機(jī)械搭建、建好執(zhí)行機(jī)構(gòu)、構(gòu)思控制電路,選擇傳感器及其安放位置,設(shè)計(jì)控制邏輯和編寫程序等。當(dāng)這些內(nèi)容都考慮好并實(shí)施后,發(fā)現(xiàn)機(jī)器人也未必能像想象中的那樣工作。這時(shí),就要求制作者仔細(xì)分析問題的癥結(jié)及其解決辦法。讓制作者按照規(guī)定的邏輯一步一步去實(shí)驗(yàn)、去探索、去研究,從而真正完成項(xiàng)目機(jī)器人的制作。這個(gè)過程是個(gè)手腦結(jié)合的過程,面對(duì)相同的任務(wù),不同的思考就有不同的設(shè)計(jì)和結(jié)果。
Noc網(wǎng)絡(luò)競(jìng)賽平臺(tái),類似QQ的對(duì)戰(zhàn)游戲。大家在統(tǒng)一構(gòu)造好的場(chǎng)景下,各自設(shè)計(jì)自己的賽車和程序,然后去放在同一環(huán)境下競(jìng)賽,看各自的成績(jī),在此過程中大家可以相互交流設(shè)計(jì)的思路,然后去完善,共同提高!
優(yōu)點(diǎn):可以省卻比賽必須要面對(duì)面的方式,節(jié)省其中所要花費(fèi)的交通、住宿費(fèi)用,而且在同一臺(tái)服務(wù)器下競(jìng)賽,比真實(shí)的環(huán)境更加公平公正,機(jī)器人也沒有損壞的危險(xiǎn)。
缺點(diǎn):大家交流時(shí),機(jī)器人的直觀性不夠,相互使用的計(jì)算機(jī)配置不可能完全一樣,或許這點(diǎn)不夠公平。
不少虛擬機(jī)器人比賽的任務(wù)場(chǎng)景華麗,設(shè)計(jì)新穎,對(duì)學(xué)生有很大的吸引力和挑戰(zhàn)性。在IROBOTQ3D中,大部分任務(wù)都具有很強(qiáng)的目標(biāo)導(dǎo)向性,學(xué)生完成任務(wù)的情況,只看運(yùn)行結(jié)果就能一目了然,以致學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)通常都采用終結(jié)性評(píng)價(jià)。
虛擬機(jī)器人教學(xué),既有明顯的程序特征,又有典型的應(yīng)用特點(diǎn),讓學(xué)生通過虛擬機(jī)器人的學(xué)習(xí),能夠在創(chuàng)新思維、動(dòng)手實(shí)踐和解決問題等能力上得到真正的發(fā)展與提升,為今后的學(xué)習(xí)、工作、生活打下良好的基礎(chǔ)。
任何事物都是有兩面性的,在面對(duì)實(shí)驗(yàn)器材少、訓(xùn)練場(chǎng)地的制約時(shí),通過開展3D虛擬機(jī)器人的學(xué)習(xí),能大大的提高我們機(jī)器人教學(xué)效果,為我們的素質(zhì)教育提供了一條很好的出路,也應(yīng)該能在機(jī)器人教學(xué)(高中)中擁有美好的明天。
參考文獻(xiàn):
本欄目將聚合你我他的視點(diǎn),每期邀請(qǐng)幾位嘉賓對(duì)教育領(lǐng)域中的熱點(diǎn)、焦點(diǎn)、前沿問題以圓桌形式展開討論,以期引發(fā)思考,推進(jìn)探索,共同促進(jìn)教育大發(fā)展。
話題引導(dǎo):《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010~2020年)》的正式公布,引發(fā)了新一輪的教育改革浪潮。多年的教育改革中,各級(jí)各類信息技術(shù)教師大賽始終紅火地開展著。在眾多的大賽中,優(yōu)質(zhì)課大賽歷來受到教師們的重視,可在每年各類大賽評(píng)出那么多信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課之后,我們還是不由感嘆,現(xiàn)實(shí)的信息技術(shù)課堂中缺少優(yōu)質(zhì)課,所謂的優(yōu)質(zhì)課很多時(shí)候都是“作秀課”。那究竟什么樣的課才稱得上優(yōu)質(zhì)課呢?想必您也思考過這個(gè)問題。針對(duì)此話題,我們將分兩期來探討,第一期從信息技術(shù)一線教師的視角來討論,第二期將從信息技術(shù)教研員的視角來分析,我們邀請(qǐng)您一起來暢談,匯聚您的聲音,教育改革會(huì)更有力量。
主持人:本期,我們邀請(qǐng)到幾位戰(zhàn)斗在信息技術(shù)教育一線的教師,共同參與我們?cè)掝}的討論――什么樣的信息技術(shù)課才能稱為優(yōu)質(zhì)課?
參與嘉賓:
■黃麗娜遼寧省沈陽市第五中學(xué)
■ 趙麗遼寧省北票市尹湛納希高中
■楊冬寧貴州省貴陽市第三實(shí)驗(yàn)中學(xué)
■ 代斌陜西省西安市第六十六中學(xué)
主持人:你們作為戰(zhàn)斗在信息技術(shù)教育一線的教師,以往肯定聽過不少信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課,也上過優(yōu)質(zhì)課,你們心目中的信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課的衡量標(biāo)準(zhǔn)是什么?
黃麗娜:我心目中的信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課應(yīng)該具備兩個(gè)特點(diǎn):有效和價(jià)值。有效是指大部分學(xué)生通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)有收獲、有提升。價(jià)值是指這節(jié)課對(duì)生活、其他學(xué)科的學(xué)習(xí)有幫助。我認(rèn)為無論教師采用什么樣的教學(xué)方式、學(xué)生采用什么樣的學(xué)習(xí)方式,只要它能夠達(dá)到設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)就是適合的,就是有效的。而對(duì)于價(jià)值的體現(xiàn),就需要教師精心的設(shè)計(jì),讓一節(jié)課的學(xué)習(xí)變成幾節(jié)課的觸類旁通,并能夠通過信息技術(shù)改變生活和學(xué)習(xí)。
趙麗:一堂好課應(yīng)該能出色地完成教學(xué)目標(biāo),而教學(xué)目標(biāo)的確立應(yīng)以促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展為根本宗旨;能科學(xué)合理地安排教學(xué)內(nèi)容。信息技術(shù)教材各地區(qū)都有差異,教師要能正確理解并根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平和特點(diǎn)創(chuàng)造性地使用教材,合理確定重點(diǎn)和難點(diǎn),精選具有基礎(chǔ)性、范例性和綜合性的學(xué)科知識(shí),讓學(xué)生扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)科基本結(jié)構(gòu);靈活運(yùn)用使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的教學(xué)策略與方法,努力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)各種機(jī)會(huì)和條件讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與教學(xué);同時(shí),好的課堂教學(xué)應(yīng)該體現(xiàn)以主體教育思想為核心、適應(yīng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)與發(fā)展要求的現(xiàn)代教學(xué)觀。
楊冬寧:我是1996年開始從事信息技術(shù)教育的,第一次上優(yōu)質(zhì)課是在1999年,記得當(dāng)時(shí)圍繞多媒體技術(shù)的概念和運(yùn)用,我利用文字、圖片、動(dòng)畫、音頻、視頻等豐富的素材,不但吸引了學(xué)生的注意力,連評(píng)委也感到興趣盎然。如今反思一下,這節(jié)課實(shí)在不能算“優(yōu)質(zhì)”,因?yàn)樵谀莻€(gè)年代,多媒體設(shè)備在我們那個(gè)地區(qū)還不是很普及,雖然上得轟轟烈烈,但只不過是一節(jié)新技術(shù)的展示課,學(xué)生雖然感興趣,卻沒有從中獲得實(shí)質(zhì)性的成長(zhǎng)。
2006年,我參加了全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐活動(dòng)(NOC活動(dòng))。比賽之前,我從選題到試教,反復(fù)和教研組的教師進(jìn)行商量,最終確定了課題,之后又用了七八個(gè)班級(jí)來進(jìn)行演練,做到每個(gè)環(huán)節(jié)都心中有數(shù),比賽結(jié)果也令人滿意。如今反思,卻覺得這節(jié)課更像表演課,雖然能夠圓滿地完成教學(xué)目標(biāo),學(xué)生也能從中學(xué)有所得,然而,這節(jié)課不能成為一節(jié)常態(tài)課,不能為教師平時(shí)的教學(xué)提供有益的示范。
2009年,我參加了全國(guó)高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課展評(píng)活動(dòng),因?yàn)楫?dāng)時(shí)正忙于輔導(dǎo)學(xué)生參加競(jìng)賽,所以沒做太多準(zhǔn)備,就把一節(jié)隨堂課加工了一下就去參加比賽了。沒想到的是,這節(jié)帶有隨堂性質(zhì)的課,獲得了全國(guó)一等獎(jiǎng)。反思一下,這節(jié)課沒有作秀,而是從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),不但學(xué)生能從中有所收獲,也能為大多數(shù)信息技術(shù)教師提供一定的示范和參考。
總結(jié)一下自己上優(yōu)質(zhì)課和公開課的經(jīng)歷,在我心目中的信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課應(yīng)該是技術(shù)基礎(chǔ)要落實(shí),教學(xué)目標(biāo)要完成,學(xué)生學(xué)習(xí)要有收獲的課。此外,優(yōu)質(zhì)課的課堂預(yù)設(shè)性和生成性要自然真實(shí),教學(xué)的方法和過程要能為別的教師所借鑒,讓優(yōu)質(zhì)課回歸樸實(shí)。
代斌:一堂好課,必須使所有的學(xué)生都經(jīng)歷“真實(shí)的學(xué)習(xí)過程”;教師必須精心設(shè)計(jì)在班級(jí)授課制條件下學(xué)生群體的“科學(xué)的學(xué)習(xí)方式”;還應(yīng)該有教師“高超的教學(xué)藝術(shù)”來點(diǎn)綴。另外,在新課程中的優(yōu)質(zhì)課,應(yīng)該十分明確地凸現(xiàn)在學(xué)習(xí)主體――學(xué)生的身上,以考察學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)活動(dòng)狀態(tài)為主。
主持人:衡量一節(jié)課的優(yōu)質(zhì)與否,不僅要看整體,也要看部分。教學(xué)過程中有很多步驟,而導(dǎo)入一般是教學(xué)過程的第一步,怎樣導(dǎo)入才能稱得上優(yōu)質(zhì)?
趙麗:好的導(dǎo)入是教師精心打造的一把金鑰匙,放射出獨(dú)特的光芒,帶領(lǐng)著學(xué)生登堂入室。導(dǎo)入的方法多種多樣:捕捉熱點(diǎn)――新聞引導(dǎo)法;實(shí)驗(yàn)激疑――懸念探究法;任務(wù)驅(qū)動(dòng)――作業(yè)前置法;背景導(dǎo)引――情節(jié)激趣法;實(shí)例感受――價(jià)值激勵(lì)法;溫舊引新――承上啟下法… …關(guān)鍵在于教師慧眼選擇,巧妙設(shè)計(jì),因地制宜。理想的新課導(dǎo)入要依據(jù)教學(xué)目的,教材內(nèi)容特色,學(xué)生年齡心理特征和教師自身特點(diǎn)。創(chuàng)造性是導(dǎo)入新課的最佳入口,它能扣住學(xué)生的心弦,創(chuàng)設(shè)愉悅的學(xué)習(xí)氛圍,激發(fā)學(xué)生的情感和學(xué)習(xí)興趣,引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的參與欲,促使學(xué)生以最佳心理狀態(tài)進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。
黃麗娜:導(dǎo)入分成很多種類型,我個(gè)人覺得沒有最好的,要根據(jù)實(shí)際的教學(xué)目標(biāo)和設(shè)定的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選擇,也要取決于教師自身的特點(diǎn)。但是優(yōu)秀的導(dǎo)入應(yīng)該做到:第一,抓住學(xué)生興趣;第二,引入教學(xué)內(nèi)容;第三,直達(dá)教學(xué)目標(biāo)。在這三點(diǎn)中,我認(rèn)為第一點(diǎn)尤為重要,一定要在課堂的一開始就把學(xué)生的興趣抓住,讓他們?cè)敢馔度雽W(xué)習(xí),并且還能主動(dòng)創(chuàng)造。但是為了引起興趣而忽略教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo),這是不可取的,要時(shí)刻記住導(dǎo)入是為教學(xué)服務(wù)的。
楊冬寧:我對(duì)導(dǎo)入的理解,應(yīng)該是為了學(xué)生積極投入到教學(xué)活動(dòng)中而在課堂開始營(yíng)造的學(xué)習(xí)環(huán)境。一個(gè)好的導(dǎo)入,應(yīng)該能引起學(xué)生的注意力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、為教師的知識(shí)傳授鋪路搭橋。比如,我在上《人工智能初步》這節(jié)課的時(shí)候,對(duì)課堂的導(dǎo)入前后做了幾次修改。
導(dǎo)入一:播放一段人工智能機(jī)器人的視頻錄像。
導(dǎo)入二:利用歌曲智能識(shí)別系統(tǒng),實(shí)時(shí)唱歌,系統(tǒng)識(shí)別出歌曲名。
導(dǎo)入三:展示科學(xué)家霍金的照片,簡(jiǎn)介霍金的事跡,并播放他借助人工智能學(xué)習(xí)和工作的簡(jiǎn)短視頻。
導(dǎo)入一能夠快速吸引學(xué)生的注意力,但觀看完視頻之后,并不能夠真正激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),而且通過教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn),經(jīng)過人工智能機(jī)器人的視頻強(qiáng)化,容易給學(xué)生造成人工智能就是人工智能機(jī)器人的誤導(dǎo)。
導(dǎo)入二不但能夠快速吸引學(xué)生的注意力,還極大地激發(fā)起學(xué)生的參與性,很多學(xué)生主動(dòng)要求參與到唱歌識(shí)別的活動(dòng)中。但這種活動(dòng)式的導(dǎo)入,沖淡了教學(xué)的主題,占用了過多的課堂時(shí)間,導(dǎo)致課堂教學(xué)效益下降。
導(dǎo)入三是借鑒成都七中趙敏老師的導(dǎo)入法。通過展示學(xué)生們所知曉的科學(xué)家借助人工智能進(jìn)行科學(xué)研究的視頻,既吸引了學(xué)生的注意力,又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并能夠在緊密圍繞教學(xué)主題的前提下,對(duì)學(xué)生進(jìn)行有關(guān)的人文教育。
導(dǎo)入,并不是一個(gè)孤立的教學(xué)環(huán)節(jié),也不是教學(xué)的最終目標(biāo),因此導(dǎo)入在引起學(xué)生注意力、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上,應(yīng)該不脫離主題,簡(jiǎn)明有效。
代斌:導(dǎo)入是課堂教學(xué)的起始環(huán)節(jié),主要是為課堂教學(xué)提供動(dòng)機(jī)、知識(shí)鋪墊。因此,教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)整體考慮,既要注意知識(shí)的前后聯(lián)系,又要注意一堂課的前后聯(lián)系。
學(xué)生是課堂的主體,課堂上導(dǎo)入的內(nèi)容與形式必須依據(jù)學(xué)生的具體情況來確定,只有當(dāng)學(xué)習(xí)的材料與學(xué)生的已有知識(shí)與認(rèn)知水平相符時(shí),學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)才會(huì)是有興趣的,才會(huì)主動(dòng)獲取知識(shí)。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是導(dǎo)入的目的之一,但是情境的創(chuàng)設(shè),不管問題的提供方式是否新穎多樣,營(yíng)造的氛圍是否輕松活潑,最終要達(dá)到為課堂教學(xué)服務(wù)、引起學(xué)生思考的目的,因而要控制好時(shí)間,掌握好度,防止導(dǎo)入環(huán)節(jié)喧賓奪主,妨礙學(xué)生對(duì)主要信息的獲取和理解。
情境導(dǎo)入,雖是采用較多的導(dǎo)入方式,但還需要我們每一位教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)再多一些細(xì)心,問題考慮得更全面,讓它能真正激發(fā)學(xué)生的求知欲望,引發(fā)學(xué)生的思考,使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更主動(dòng),更有生機(jī)和效率。
主持人:第一步的導(dǎo)入有很多種方法,在教學(xué)整個(gè)過程中也有很多種方法,那在一堂課中,多種教學(xué)方法如何運(yùn)用才能使一堂課成為優(yōu)質(zhì)課?
楊冬寧:葉圣陶先生曾說過:“教亦多術(shù)矣,運(yùn)用在乎人,孰善孰寡效,貴能驗(yàn)諸身。”這就是說,教學(xué)方法是多種多樣的,教師要根據(jù)自己的具體情況選擇應(yīng)用。到底采用什么教學(xué)方法效果最好,這要經(jīng)過自己的教學(xué)實(shí)踐去進(jìn)行驗(yàn)證。
在我的教學(xué)設(shè)計(jì)中,一般不規(guī)定具體采用什么樣的教學(xué)方法,而是更多地從教學(xué)策略上進(jìn)行思考。教學(xué)策略的設(shè)計(jì),可以讓我根據(jù)特定的教學(xué)情境對(duì)教學(xué)原則、教學(xué)模式、教學(xué)方法來變通使用,它的穩(wěn)定性相對(duì)來說不足,但更具有靈活性。
例如,在理論性較強(qiáng)的課堂中,我一般采用替代性的教學(xué)策略,通過講授傳遞知識(shí)主體,通過提問啟發(fā)學(xué)生思考探索,通過總結(jié)幫助學(xué)生歸納升華。而在操作性的課堂中,我主要采用生成性的教學(xué)策略,通過分層任務(wù)驅(qū)動(dòng)讓不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生都得到進(jìn)步,通過小組合作訓(xùn)練學(xué)生的合作習(xí)慣,通過探究學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
這些方法的運(yùn)用,還要根據(jù)不同學(xué)生和不同教學(xué)情境進(jìn)行臨時(shí)的調(diào)整,使得課堂教學(xué)能夠深入淺出、教學(xué)氣氛活躍而不散亂。
黃麗娜:在現(xiàn)在的信息技術(shù)課堂中,教師最常采用的方法就是任務(wù)驅(qū)動(dòng)和小組教學(xué),并且這兩種方式一般也是結(jié)合運(yùn)用的。記得我參加全國(guó)高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課展評(píng)活動(dòng),有位專家在點(diǎn)評(píng)的時(shí)候提到,評(píng)價(jià)一節(jié)課是否成功,主要看這節(jié)課學(xué)生在干什么。我認(rèn)為讓學(xué)生動(dòng)起來是一節(jié)課成為優(yōu)質(zhì)課的關(guān)鍵。“動(dòng)起來”可以有很多種方式,如討論、發(fā)言、操作等。但同時(shí)要注意如果一節(jié)課學(xué)生一直忙忙碌碌,就可能讓他感到疲憊,所以我們?cè)谶x擇教學(xué)方法的時(shí)候,應(yīng)秉承有張有弛、一靜一動(dòng)的原則,這樣可以讓一節(jié)課有節(jié)奏感,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)水到渠成。
趙麗:信息技術(shù)教學(xué)方法主要有講授法、演示法、實(shí)驗(yàn)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、協(xié)作型教學(xué)法、練習(xí)法、游戲引導(dǎo)法等。作為信息技術(shù)學(xué)科的教師一定要善于引導(dǎo),根據(jù)本學(xué)科的特點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)方法,并運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,高效掌握技能,培養(yǎng)信息素養(yǎng)。學(xué)生的年齡特征、心理特點(diǎn)、智能水平、生活經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等,都是選擇教學(xué)方法的重要依據(jù)。教師必須在教學(xué)實(shí)踐中,調(diào)查研究學(xué)生的實(shí)際情況,同時(shí)了解各種教學(xué)方法的優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,合理正確地選擇教學(xué)方法。只有綜合考慮,充分考慮各種相關(guān)因素,才能達(dá)到理想的程度。
代斌:信息技術(shù)課不同于其他學(xué)科,除了學(xué)生自主探究外,必須運(yùn)用多媒體網(wǎng)絡(luò)教室進(jìn)行演示,以確定習(xí)題的正確步驟以及操作方法。我在課上,對(duì)于一些帶有共性的問題及時(shí)進(jìn)行精確演示。有時(shí)還找學(xué)生進(jìn)行演示,讓學(xué)生判斷自己的做法正確與否,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣。
學(xué)生要熟練使用計(jì)算機(jī),僅靠教師的講授和演示是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須通過大量的實(shí)踐練習(xí),才能掌握操作技能和技巧。在練習(xí)過程中加強(qiáng)督導(dǎo),組織小組互相檢測(cè),保證練習(xí)正確率。每教學(xué)一項(xiàng)新內(nèi)容,及時(shí)讓學(xué)生進(jìn)行定量的練習(xí),這樣有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鞏固所學(xué)的新課內(nèi)容,熟練掌握操作要點(diǎn),提高學(xué)習(xí)效果。
主持人:多種方法在多個(gè)階段綜合運(yùn)用好,才有可能成就一堂優(yōu)質(zhì)課,但每位教師心中,對(duì)優(yōu)質(zhì)課看重的階段可能不一樣,那在信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課的教學(xué)過程中,你們認(rèn)為哪個(gè)階段最重要,為什么?
趙麗:我認(rèn)為評(píng)價(jià)階段最重要。在新課標(biāo)、新課程改革理念指導(dǎo)下,任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)已成為課堂教學(xué)新模式,它給我們帶來了新的問題:在當(dāng)前以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主要教學(xué)模式的信息技術(shù)課堂中,如何提高課堂教學(xué)的有效性。目前影響教學(xué)有效性的問題有很多,如:①學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同,任務(wù)的完成差異性很大;②學(xué)生在提供幫助和接受幫助上缺乏主動(dòng)性;③在自主探究性教學(xué)中,有些學(xué)生容易偏離主題,有些學(xué)生對(duì)下一步設(shè)計(jì)心中茫然;④如何有效地評(píng)價(jià)學(xué)生信息技術(shù)知識(shí)、技能的學(xué)習(xí),等等。
以上所述問題如處理不好,勢(shì)必影響整個(gè)教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)效率。而合理的評(píng)價(jià),能提高信息技術(shù)課堂教學(xué)的有效性。也有助于學(xué)生對(duì)自己的信息技能掌握情況、信息素養(yǎng)、各方面能力有清醒的認(rèn)識(shí),并能及時(shí)反思、總結(jié),同時(shí),在相互的交流與評(píng)價(jià)中鍛煉了能力,彌補(bǔ)了不足。
黃麗娜:一節(jié)信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課,可以說各個(gè)環(huán)節(jié)都很重要,他們相輔相成。如果一定要選擇哪個(gè)環(huán)節(jié)最重要的話,我認(rèn)為是任務(wù)的設(shè)置,有效的任務(wù)會(huì)使學(xué)生少走彎路,能達(dá)到事半功倍的效果。這個(gè)任務(wù)要讓學(xué)生愿意接受,并且以他現(xiàn)有的能力可以完成或者是有解決的方向。如果任務(wù)設(shè)置得不好,過難或過易、抽象和乏味都是不妥的,學(xué)生容易產(chǎn)生畏難或無聊的想法。
在設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)教師一定要用心,并盡可能在一節(jié)課中呈現(xiàn)出不同形態(tài)的任務(wù)。
楊冬寧:從課堂導(dǎo)入到知識(shí)傳授,從學(xué)生操作到教學(xué)評(píng)價(jià),教學(xué)中的每個(gè)過程都環(huán)環(huán)相扣,每個(gè)環(huán)節(jié)都有其特定的作用,都十分重要。但在我們信息技術(shù)教師中,最容易忽略的一個(gè)環(huán)節(jié)是課堂的結(jié)束。
【關(guān)鍵詞】教育信息技術(shù);
多元智能培養(yǎng)人類已經(jīng)步入了信息化時(shí)代,隨之而來的是計(jì)算機(jī)、多媒體、網(wǎng)絡(luò)、人工智能等為代表的各種先進(jìn)信息技術(shù)迅速在教育領(lǐng)域獲得廣泛的運(yùn)用,并且取得了很好的成效,更新了教育觀念和教學(xué)模式,豐富了教學(xué)手段和教學(xué)方式,也帶來教學(xué)內(nèi)容方面的變革和發(fā)展。通過應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),大力培養(yǎng)學(xué)生的多元智能,提高學(xué)生思維和創(chuàng)新素質(zhì),受到了教育界的重視。如何才能充分借助教育信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì),有效培養(yǎng)學(xué)生的各種潛在的特質(zhì)和多方面的潛能,如何為學(xué)生的多元智能發(fā)展提供和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),成為主動(dòng)的知識(shí)建構(gòu)者,是我們教育工作者思考的重要難題。
1多元智能的理論內(nèi)涵分析
多元智能理論英文名稱是Multiple Intelligences,簡(jiǎn)稱MI理論,是一種從上世紀(jì)80 年代中期已經(jīng)風(fēng)行至今的國(guó)際著名教育新理念。1983年,美國(guó)當(dāng)代著名教育學(xué)家和心理學(xué)家加德納博士在《智力的結(jié)構(gòu)》中,首次提出了多元智能理論。作為一種新異的人類智能理論,多元智能理論主張人的智能是多元的。該理論的意思是指人包含多元智能:視覺空間智能、言語語言智能、音樂韻律智能、數(shù)理邏輯智能、身體運(yùn)動(dòng)智能、自我認(rèn)識(shí)智能、人際溝通智能以及自然觀察智能。教育學(xué)家加德納在1983年指出,智力指的就是基于某種社會(huì)文化背景的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn),個(gè)體在解決遇到的各種難題或生產(chǎn)制造某種產(chǎn)品所具備的能力。因?yàn)槿祟愓J(rèn)識(shí)和改造世界的過程中需要面臨各種挑戰(zhàn)和問題,是在充分發(fā)揮人類多元智能的前提下,才創(chuàng)造出美好的世界,所以各種智能具有相同的重要性。但是作為個(gè)體,自身具備多少種智能是允許存在差異的。人的某種能力能否被認(rèn)定為一種智能,這需要具備足夠充分的論據(jù)才能做出判斷。多元智能理論重視人的個(gè)性發(fā)展和全面發(fā)展的和諧統(tǒng)一,目標(biāo)是培養(yǎng)出能夠處理實(shí)際問題,具備創(chuàng)新能力的創(chuàng)新型人才。多元智能理論自從問世,就在美國(guó)及其他國(guó)家獲得了人們的強(qiáng)烈反響,目前我國(guó)教育界也越來越重視多元智能理論。
2信息技術(shù)在培養(yǎng)學(xué)生多元智能過程中的重要性
2.1信息技術(shù)搭建活動(dòng)平臺(tái)促進(jìn)學(xué)生多元智能的發(fā)展。目前,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,逐步形成了以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心的多媒體信息技術(shù),該技術(shù)能夠?yàn)閺V大學(xué)生提供一種虛擬的、適應(yīng)性、感觀的以及誘導(dǎo)性的學(xué)習(xí)環(huán)境,構(gòu)建出誘導(dǎo)、激發(fā)以及強(qiáng)化學(xué)生多元智能培養(yǎng)的高效活動(dòng)平臺(tái)。學(xué)生在這個(gè)高效活動(dòng)平臺(tái)中,根據(jù)自身的不同優(yōu)勢(shì)智能,選擇適合自己學(xué)習(xí)的途徑和方法。因?yàn)槎嗝襟w網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供的各種多重刺激,比如聲音、視覺、動(dòng)畫、圖像、線條、形狀、色彩、視頻、音量,那些難以尋找到重點(diǎn)或者缺乏耐心的學(xué)生是非常適合這種環(huán)境的,而且為另外一些學(xué)生提供豐富多彩的感觀世界,創(chuàng)設(shè)出具有愉悅特性的學(xué)習(xí)環(huán)境。廣大學(xué)生能夠在多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建出的高效活動(dòng)平臺(tái)中,各種智能活動(dòng)能夠得以開展,各種活動(dòng)也能得到有效的培養(yǎng)。各種智能活動(dòng)獲得了按需所求和自得其樂的效果。對(duì)于那些語言文字智能比較發(fā)達(dá)的學(xué)生來說,他們可以選擇到文字的世界里飛翔。學(xué)生也可以選擇具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)方式和內(nèi)容,比如研究詞的起源、接觸外國(guó)口語、寫作詩歌和散文作品等,也可以伙伴之間開展詞匯含義的討論。對(duì)于其他智能的學(xué)生,比如自然觀察智能,他們可以參加網(wǎng)上的虛擬實(shí)驗(yàn),將獲得很大收益。
2.2信息技術(shù)能夠提供豐富的學(xué)習(xí)資源有效促進(jìn)學(xué)生多元智能的發(fā)展。加德納的多元智能理論提出,人的智能的發(fā)展史需要有關(guān)同一智力領(lǐng)域的材料和媒介的參與。意思是說多元智能的培養(yǎng)需要適當(dāng)?shù)呢S富的學(xué)習(xí)資源作為智能培養(yǎng)的必備條件。迅速發(fā)展的多媒體信息系統(tǒng)具備超文本特性和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特性,能夠成為學(xué)生多元智能培養(yǎng)和發(fā)展的理想環(huán)境。我們知道Internet作為世界上最大的資源庫(kù)和知識(shí)庫(kù),包含了海量的信息資源,而且信息具有開放性,信息資源豐富,所呈現(xiàn)的方式多樣,過程交互性好等特點(diǎn),因特網(wǎng)采用超文本鏈接技術(shù)對(duì)信息加以組織和管理,能夠?yàn)閷W(xué)生多元智能的培養(yǎng)提供充分的學(xué)習(xí)資源。通過充分發(fā)揮Internet包含的各種搜索引擎,廣大學(xué)生能夠迅速查詢到所需要的各種知識(shí)。另一方面,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)又能為廣大教師備課、選取教學(xué)資源提供豐富的資料,滿足學(xué)生的不同智力發(fā)展需要,實(shí)現(xiàn)因材施教。
2.3信息技術(shù)通過提供各種有效的評(píng)價(jià)手段滿足學(xué)生多元智能的發(fā)展。學(xué)生多元智能的培養(yǎng)缺少不了恰當(dāng)有效的評(píng)價(jià)手段。而信息技術(shù)正好提供了各種評(píng)價(jià)手段,而且評(píng)價(jià)方式具有個(gè)性化和多樣化的特點(diǎn)。信息技術(shù)評(píng)價(jià)工具很多,比如電子學(xué)檔ELP、電子績(jī)效評(píng)價(jià)系統(tǒng)EPSS,能夠準(zhǔn)確方便地對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程、方式、時(shí)間和結(jié)果加以記錄和比較,從而幫助學(xué)生進(jìn)行反思,吸取經(jīng)驗(yàn),提高學(xué)習(xí)的策略,促進(jìn)多元智能的發(fā)展。由于學(xué)生處在這種評(píng)價(jià)體系中,他們學(xué)習(xí)過程中和技術(shù)形成了智能伙伴。借助技術(shù),學(xué)生能夠逐步形成在反思中學(xué)習(xí)的習(xí)慣,逐漸提高內(nèi)省的能力,促進(jìn)意義生成,努力形成個(gè)性化的學(xué)習(xí)作品,加深各個(gè)層次的思考,提高多元智能的培養(yǎng)效率。
3利用信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生多元智能的策略
3.1構(gòu)建多元化的教學(xué)情境,促進(jìn)學(xué)生智能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在研究的過程中,人們發(fā)現(xiàn)人類在出生之前已經(jīng)具備了各種智能發(fā)展的條件和基礎(chǔ)。所以,如果教師能夠借助先進(jìn)的信息技術(shù)為學(xué)生的某種智能發(fā)展提供各種必要的條件,幾乎任何人都可以在那一種智能獲得很大的發(fā)展。反過來,即使學(xué)生的生理潛能非常巨大,如果沒有后天發(fā)展這種智能的環(huán)境,也會(huì)出現(xiàn)退化和消失的結(jié)果。從這里我們可以發(fā)現(xiàn)后天的環(huán)境對(duì)于學(xué)生智能培養(yǎng)和發(fā)展的重要性。所以,學(xué)校教育需要借助信息技術(shù)為廣大學(xué)生構(gòu)建豐富的情境,最大限度的為各種智能的發(fā)展提供必要的外部條件,促使他們的智能結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。借助信息技術(shù)構(gòu)建成的各種豐富情境,學(xué)生能夠借助多媒體計(jì)算機(jī)開展有關(guān)文字處理、數(shù)據(jù)分析、多媒體創(chuàng)作和編曲欣賞等活動(dòng),使自身的語言智能、邏輯數(shù)理智能以及音樂韻律智能獲得發(fā)展的空間。通過把多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來,對(duì)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行虛擬,幫助學(xué)生形成在虛擬的環(huán)境中完成學(xué)習(xí)任務(wù),參與模擬活動(dòng)的習(xí)慣,促進(jìn)學(xué)生空間形體智能的發(fā)展,培養(yǎng)肢體動(dòng)覺智能的形成,激發(fā)自然觀察智能的培養(yǎng)。還可以充分發(fā)揮網(wǎng)上交流工具的巨大優(yōu)勢(shì),有效創(chuàng)設(shè)協(xié)作學(xué)習(xí)情境,有效促進(jìn)學(xué)生合作精神的培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生高級(jí)認(rèn)知能力、培養(yǎng)學(xué)生和諧的人際關(guān)系。作為信息時(shí)代的教師,必須學(xué)會(huì)運(yùn)用信息技術(shù)的各種能力,努力構(gòu)建出多元化的教學(xué)情境,借助豐富的形象、活潑的教學(xué)方式、豐富的教學(xué)資源,調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中,促進(jìn)各種智能的形成。
3.2充分利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái),有效提高學(xué)生的人際關(guān)系智能的培養(yǎng)效率。在多元智能理論中,人際交往智能是其中非常重要的一種。通過合作學(xué)習(xí)方式,能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的交往能力和意識(shí),促進(jìn)人的人際交往智能的發(fā)展,最終形成智能互補(bǔ)的目的。作為教師,應(yīng)該努力為學(xué)生提供各種形式的合作學(xué)習(xí)的計(jì)劃,充分發(fā)揮合作學(xué)習(xí)的這種作用。教育信息技術(shù)在創(chuàng)設(shè)交流、溝通和合作的學(xué)習(xí)情境的過程中的作用非常明顯,通過建立合作學(xué)習(xí)模式,發(fā)揮教學(xué)的開放性、平等性、民主性和互動(dòng)性特點(diǎn),促進(jìn)學(xué)生在合作學(xué)習(xí)模式中增強(qiáng)把握自己和與人合作的能力,繼而形成相互接納、分享和欣賞等良好品質(zhì)。通過經(jīng)常性的合作學(xué)習(xí),學(xué)生逐漸建立起一種相互促進(jìn)的積極的人際關(guān)系,能夠有效提高學(xué)生的人際交往能力和意識(shí)。充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),借助伙伴、合作和競(jìng)爭(zhēng)等方式,促進(jìn)學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮,提高學(xué)生在教學(xué)中的主動(dòng)性,促進(jìn)學(xué)生智能發(fā)展。
3.3努力借助各種手段,提供師生合作學(xué)習(xí)的各種機(jī)會(huì)。在開展各種師生合作學(xué)習(xí)的活動(dòng)之前,教師需要有機(jī)地制定好學(xué)習(xí)目標(biāo)。對(duì)學(xué)習(xí)資源、教學(xué)環(huán)境、合作學(xué)習(xí)平臺(tái)以及合作學(xué)習(xí)的階段過程都需要進(jìn)行必要的恰當(dāng)?shù)囊?guī)劃和設(shè)計(jì),評(píng)價(jià)手段也是需要引起教師注意的重要內(nèi)容。教師在進(jìn)行學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)計(jì)過程中,要把知識(shí)的學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)任務(wù)和問題情境等要素巧妙結(jié)合起來,有效協(xié)調(diào)好各種知識(shí)的深度和廣度、專一性和多樣性問題,處理好理解和運(yùn)用的關(guān)系。學(xué)生能力的培養(yǎng)目標(biāo)主要是培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際問題的能力、合作能力、思維能力、信息獲取傳播和評(píng)價(jià)能力、社會(huì)交往能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等。而在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)資源的過程中,可以借助網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建出多樣化的知識(shí)資源庫(kù),為問題解決提供知識(shí)來源,幫助學(xué)生建立各自的問題列表,繼而依此檢索和定位各種解決問題的信息,提高學(xué)生認(rèn)知水平。在合作交流工具的選擇上,教師更是需要投入更多經(jīng)歷,選擇適合實(shí)際的合作交流工具,符合學(xué)生的需求,又能幫助學(xué)生提高合作能力。教師可以借助校園網(wǎng)建立屬于教師和學(xué)生的討論區(qū),發(fā)揮BBS論壇和留言板一對(duì)一、一對(duì)多交流的特點(diǎn)。通過這種方式一方面避免了師生面對(duì)面之間的隔膜,縮短了師生之間的距離,另一方面能夠有效促進(jìn)學(xué)生的人際交往智能的培養(yǎng)。在合作學(xué)習(xí)的過程中,教師要本著學(xué)生自愿的情況下,幫助他們進(jìn)行異質(zhì)性分組,努力讓學(xué)生形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的習(xí)慣,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。通過組內(nèi)異質(zhì)和組間同質(zhì)的特殊分組方法,能夠既保障組內(nèi)成員的合作,又能增強(qiáng)組間的相互競(jìng)爭(zhēng),提高合作學(xué)習(xí)的成效和質(zhì)量。
3.4借助多元評(píng)價(jià)體系有效促進(jìn)學(xué)生自我認(rèn)知智能的培養(yǎng)。多元評(píng)價(jià)能夠有效提高學(xué)生自我認(rèn)知智能的培養(yǎng)。因?yàn)槎嘣悄芾碚撝鲝埖氖嵌嗲馈⒍嘟嵌群投嘈问降貙?duì)學(xué)生創(chuàng)造能力和解決問題的能力進(jìn)行全面評(píng)價(jià)和考核。這種評(píng)價(jià)觀超越了傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)取向,那種傳統(tǒng)的以考試成績(jī)和智力測(cè)驗(yàn)為考核重心的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)明顯不適合時(shí)代的發(fā)展。多元評(píng)價(jià)觀把結(jié)果和過程、評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合在一起,由重視結(jié)果的評(píng)價(jià)逐步轉(zhuǎn)向以情景化為基礎(chǔ)的過程性評(píng)價(jià),能夠很好地增強(qiáng)學(xué)校、家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求的了解,從而幫助學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到自身的弱勢(shì)智能和優(yōu)勢(shì)智能所在,有計(jì)劃地朝富有個(gè)性特色的方向努力奮斗。基于信息環(huán)境而形成的學(xué)生多元智能評(píng)價(jià)方法在選取電子學(xué)檔作為主體外,把教師評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)以及系統(tǒng)測(cè)驗(yàn)等多種方式有機(jī)結(jié)合起來構(gòu)成過程性評(píng)價(jià)方法。在學(xué)生進(jìn)行一系列學(xué)習(xí)過程中,對(duì)他們的多元智能情況加以檢測(cè),最終獲取比較準(zhǔn)確的材料。在整個(gè)多元智能評(píng)價(jià)過程中,學(xué)生能夠不斷反思,繼而學(xué)會(huì)有效管理自己的學(xué)習(xí)過程,發(fā)揚(yáng)自身優(yōu)勢(shì),最終促使學(xué)生的自我認(rèn)知智能在不斷的學(xué)習(xí)過程中獲得較好的發(fā)展。
3.5通過開展綜合實(shí)踐活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生多種智能和諧發(fā)展。在教學(xué)過程中,教師應(yīng)該充分借助信息技術(shù)開展各種綜合實(shí)踐活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生多種智能的組合發(fā)展。教師能夠基于網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生多種智能的融合。因?yàn)檠芯啃詫W(xué)習(xí)課題超出了單一智能的界限,實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科效果,能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種智能潛力,從而幫助學(xué)生從自身的智能特長(zhǎng)和興趣對(duì)研究課題加以選擇。而在研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施階段,又充分發(fā)揮了學(xué)生的主體性。這些學(xué)生能夠根據(jù)自身智力的實(shí)際情況,有針對(duì)性地選擇研究方法、研究手段、研究過程和研究策略,有效借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù),充分發(fā)揮學(xué)生運(yùn)用不同技巧和智能的能力,促進(jìn)學(xué)生多元智能的發(fā)展。
4結(jié)束語
在開發(fā)學(xué)生多元智能的教學(xué)進(jìn)程中,促進(jìn)素質(zhì)教育的實(shí)施,培養(yǎng)具有高素質(zhì)、創(chuàng)新型人才越來越需要發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的重要作用。因此,在實(shí)際的教學(xué)中,教師首先需要樹立先進(jìn)的現(xiàn)代教育理念,充分利用各種先進(jìn)的信息技術(shù),促進(jìn)學(xué)生多元智能的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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隨著機(jī)器人技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展,如何讓多個(gè)智能體相互協(xié)調(diào)、協(xié)商來完成任務(wù),即實(shí)現(xiàn)多智能體系統(tǒng),已經(jīng)成為新的研究熱點(diǎn)。作為多機(jī)器人系統(tǒng)的研究和實(shí)驗(yàn)?zāi)P停闱驒C(jī)器人系統(tǒng)是一個(gè)多學(xué)科交叉的前沿領(lǐng)域。本文結(jié)合筆者五年來在機(jī)器人社團(tuán)的教學(xué)經(jīng)歷,分析足球機(jī)器人在技術(shù)課程中的教育價(jià)值及其實(shí)現(xiàn)策略。
足球機(jī)器人在技術(shù)課程中的教育價(jià)值
1. 使學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合,提高動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力、協(xié)作能力和綜合能力
足球機(jī)器人作為多機(jī)器人系統(tǒng)的典型代表,研究始于20世紀(jì)70年代。協(xié)作多機(jī)器人系統(tǒng)的快速發(fā)展體現(xiàn)為三個(gè)方面的相互影響:?jiǎn)栴}、系統(tǒng)和理論。為解決一個(gè)給定的問題,想象出一個(gè)系統(tǒng),然后進(jìn)行仿真、構(gòu)建,借用其他領(lǐng)域的理論進(jìn)行協(xié)作。對(duì)于中小學(xué)生,我們不可能奢求其能獨(dú)立地設(shè)計(jì)出高效能芯片或是別人從未涉及過的發(fā)明創(chuàng)造。我們只是需要他們能在別人未過多研究的領(lǐng)域提出屬于自己的創(chuàng)新點(diǎn)。所以,綜合設(shè)計(jì)成果的多樣性為學(xué)生提供了大量的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。例如,競(jìng)賽規(guī)則限制每臺(tái)足球機(jī)器人至多有三個(gè)驅(qū)動(dòng)輪,怎樣將三個(gè)直流電機(jī)合理地?cái)[放在塑膠板上,就是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問題。這就需要學(xué)生經(jīng)過大量反復(fù)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行論證,得出有三種合理的擺放方法。其中正向輪擺放法屬于常用方法,而左、右偏向輪擺放法則完全可以理解成一種創(chuàng)新。
2. 更靈活的技術(shù)教學(xué)、更有效的師生互動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神
技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)決定課程的教與學(xué)應(yīng)立足于現(xiàn)實(shí)的生活環(huán)境,并以實(shí)際應(yīng)用需求來獲得相關(guān)技術(shù)理論,培養(yǎng)學(xué)生把課程知識(shí)轉(zhuǎn)化為生活技能的能力,用于指導(dǎo)和解決在生活和學(xué)習(xí)中遇到的實(shí)際問題。緊扣這一精神,筆者選擇設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)易的輪式足球機(jī)器人,用于體現(xiàn)課標(biāo)的核心思想。這里尤其要強(qiáng)調(diào)的是,一般我們?cè)谥v解感知系統(tǒng)時(shí),都是片面地強(qiáng)調(diào)單個(gè)感知。使用足球機(jī)器人這一載體,學(xué)生就會(huì)形象直觀地發(fā)現(xiàn)機(jī)器人能正確識(shí)別足球、己方隊(duì)員和敵方隊(duì)員,以便機(jī)器人能準(zhǔn)確完成踢球、攔球、傳球等動(dòng)作,還有對(duì)機(jī)器人的自定位、方向、編號(hào)的識(shí)別就是靠感知系統(tǒng)這個(gè)眼睛在起作用的。這將引導(dǎo)學(xué)生利用生物學(xué)知識(shí),運(yùn)用仿生學(xué)的原理設(shè)計(jì)出各種優(yōu)于人類感知器官的感知原件,甚至有學(xué)生直接找來生物教師與通用技術(shù)教師,討論用仿生學(xué)的手段改進(jìn)電子感知系統(tǒng)的可能性,使課堂瞬間進(jìn)入到了一種自主、積極、充分互動(dòng)的氣氛當(dāng)中。同時(shí),這也是機(jī)器人感知系統(tǒng)研究的一個(gè)突破方向,學(xué)生創(chuàng)新能力的一種體現(xiàn)。
3. 學(xué)生經(jīng)歷簡(jiǎn)易智能機(jī)器人系統(tǒng)的制作過程,實(shí)現(xiàn)生活問題技術(shù)化的過程,體會(huì)用機(jī)器視角的問題思考法機(jī)器人足球決策系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,起到了人類大腦中樞的作用。正因如此,對(duì)“大腦”的開發(fā)一直是學(xué)生熱衷的方向,學(xué)校多名學(xué)生為使控制器支持一些深?yuàn)W的算法,使機(jī)器人具有更強(qiáng)的智能性,部分改寫過控制器的底層驅(qū)動(dòng)。因此,教師在講解機(jī)器人控制系統(tǒng)時(shí),需更多地講解控制器的底層驅(qū)動(dòng)方法,方便有能力的學(xué)生進(jìn)行更好的拓展。也有一部分學(xué)生聯(lián)系實(shí)際,認(rèn)為中學(xué)階段研究的機(jī)器人不宜太復(fù)雜,重點(diǎn)在于程序的條理性。機(jī)器人足球本身又是一個(gè)有較高難度、較為復(fù)雜的競(jìng)賽項(xiàng)目,于是他們產(chǎn)生了另一種思路,即在控制器端把一個(gè)獨(dú)立、復(fù)雜的程序分割成具有獨(dú)立小功能的多個(gè)程序,如罰點(diǎn)球程序、對(duì)方墜球點(diǎn)進(jìn)攻程序、己方墜球點(diǎn)防守程序,等等,就像人的大腦的各個(gè)部位控制各個(gè)部分的機(jī)體功能一樣,我們稱之為切盤。其實(shí)無論是哪種思路,筆者都認(rèn)為這恰恰是學(xué)生已將機(jī)器人這一載體與人融為一體,實(shí)現(xiàn)生活問題技術(shù)化的過程。
足球機(jī)器人教學(xué)的實(shí)現(xiàn)策略
近年來,機(jī)器人成本的降低及教師們持續(xù)的關(guān)注和積極參與,使得機(jī)器人進(jìn)入課堂的基礎(chǔ)條件已基本具備。許多教師也嘗試使用普及機(jī)器人、仿真機(jī)器人為載體進(jìn)行教學(xué),并取得了不錯(cuò)的成果,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些問題。一是小學(xué)、初中、高中開設(shè)的內(nèi)容極為一致,造成了有基礎(chǔ)的學(xué)生不想學(xué),沒基礎(chǔ)的學(xué)生要花大量時(shí)間學(xué)。二是高中階段很難大面積普及。學(xué)生面臨高考?jí)毫?,很難抽出大量時(shí)間學(xué)習(xí)機(jī)器人普及方面的內(nèi)容,不少農(nóng)村學(xué)校甚至大量擠壓學(xué)生的技術(shù)課時(shí)間。鑒于此,筆者分別從小學(xué)、初中、高中三個(gè)學(xué)段設(shè)計(jì)足球機(jī)器人教學(xué)的實(shí)現(xiàn)策略,形成一個(gè)遞進(jìn)的教學(xué)體系。
1. 小學(xué)階段:以普及、激發(fā)學(xué)生興趣為主
小學(xué)生的性格特點(diǎn)通常是對(duì)新事物既有新鮮感,但又不習(xí)慣,因而一時(shí)難以適應(yīng);對(duì)學(xué)習(xí)有好奇感,卻很難專心聽講和獨(dú)立完成任務(wù)。在此階段不適宜讓學(xué)生承擔(dān)難度較高、獨(dú)立任務(wù)性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。設(shè)計(jì)總體策略讓學(xué)生以單個(gè)足球機(jī)器人主框架為結(jié)構(gòu),以流程圖的架構(gòu)為實(shí)現(xiàn)手段,教師著重講解機(jī)器人各元件的功能原理和流程圖軟件的使用方法,設(shè)計(jì)一定數(shù)量的簡(jiǎn)單任務(wù),如低速走直線、S型線、圓形、正方形,讓學(xué)生合作完成,激發(fā)學(xué)生的興趣。尤為重要的是,必須從小培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,教師只能擔(dān)當(dāng)“授業(yè)者”的角色,而不是大包大攬,否則只能強(qiáng)化學(xué)生的虛榮心,而無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2. 初中階段:以夯實(shí)基礎(chǔ)、確立研究方向?yàn)橹?/p>
學(xué)生進(jìn)入初中階段,更多的基礎(chǔ)性課程逐步開設(shè)。隨著所學(xué)科目的增多,如物理、化學(xué)的開設(shè)讓學(xué)生更加理性地看待自己的學(xué)習(xí)過程,小學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)的新鮮感也會(huì)消失,此外,學(xué)生的知識(shí)體系也愈發(fā)豐滿起來。因此在初中階段,教師可以嘗試以足球機(jī)器人為模型,直接以程序語言(C語言)為手段,使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人足球場(chǎng)地教導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)足球機(jī)器人的更多功能。
在這個(gè)過程中,既要教授學(xué)生各元件的性能參數(shù)、驅(qū)動(dòng)原理,也要講述實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的各個(gè)程序塊。對(duì)于異常出色的學(xué)生,授課教師應(yīng)能及時(shí)地甄別出來,再多講些實(shí)用的、甚至有點(diǎn)深?yuàn)W的算法,以拓寬學(xué)生視野,為其以后的學(xué)習(xí)做好鋪墊。
3. 高中階段:以體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新思路、初級(jí)自主研發(fā)為主
進(jìn)入高中階段以后,基礎(chǔ)較好的學(xué)生已經(jīng)有了很強(qiáng)的理論支撐和程序編寫能力,也具備了較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力、自我認(rèn)識(shí)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教師只需花很少時(shí)間告訴學(xué)生足球機(jī)器人發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)和革新方向,而把重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生開動(dòng)腦筋把創(chuàng)新的理念轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)上。記得在一次青少年機(jī)器人大賽上,筆者發(fā)現(xiàn)有一支足球隊(duì)伍的機(jī)器人之間使用藍(lán)牙系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通訊,但據(jù)筆者所知,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的足球機(jī)器人上,藍(lán)牙通訊實(shí)現(xiàn)的多機(jī)器人協(xié)同工作基本上是無意義的。因?yàn)樵谒{(lán)牙采集到信號(hào)的瞬間,機(jī)器人有可能就已經(jīng)發(fā)生了移動(dòng)而且干擾較大。如何提高其協(xié)同效率呢?回來后筆者把這個(gè)信息告訴給了學(xué)生。結(jié)果其中有位學(xué)生就提出了自己的想法,即以球?yàn)閰⒄瘴?,在一定范圍?nèi),只要防守機(jī)器人看得到球,就參與進(jìn)攻,一旦看不到球,立即跑回球門前變?yōu)榉朗貦C(jī)器人。這種想法就從根本上解決了硬件通訊協(xié)同的問題,變?yōu)橐攒浖?shí)現(xiàn)協(xié)同進(jìn)攻。后經(jīng)其無數(shù)次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),機(jī)器人的進(jìn)攻效率明顯提高,而防守則幾乎不受影響。經(jīng)歷了這件事,筆者得出結(jié)論,機(jī)器人只是一個(gè)優(yōu)能、高效的教學(xué)載體,它的最大價(jià)值是把學(xué)生的創(chuàng)新想法現(xiàn)實(shí)地表達(dá)出來,為學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后進(jìn)行工業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供新思路和新方法。
一、提高了信息課程的地位
高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)納入到了基礎(chǔ)教育課程改革的總體系之中――將信息技術(shù)作為學(xué)習(xí)領(lǐng)域之一的技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)科目,使信息技術(shù)與語文、數(shù)學(xué)等科目并列。而原有的課程綱要是單獨(dú)頒發(fā)施行的,只是強(qiáng)調(diào)農(nóng)村“中學(xué)將信息技術(shù)課程列入畢業(yè)考試科目”,實(shí)際上不少農(nóng)村中學(xué)將其作為“副課”排列。這次農(nóng)村高中信息課程改革提高了它的位置,突出了信息課在農(nóng)村高中教育過程中的重要性。
二、課程內(nèi)容有較大的拓展和深化
新的信息課改體現(xiàn)了社會(huì)需求的變化與信息技術(shù)的新發(fā)展。通過與原課程綱要的對(duì)比分析可以看出,農(nóng)村高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容進(jìn)行了如下調(diào)整:
拓展與深化部分:“信息技術(shù)基礎(chǔ)”、“算法與程序設(shè)計(jì)”、“多媒體技術(shù)應(yīng)用”、“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用”、“數(shù)據(jù)管理技術(shù)”等五個(gè)模塊。新增部分:“人工智能初步”模塊。壓縮與淘汰部分:原課程綱要中的“文字處理的基本方法”、“操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介”、“計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)與軟件系統(tǒng)”等3個(gè)“零起點(diǎn)”模塊,在新課程標(biāo)準(zhǔn)中不再單獨(dú)列出,各學(xué)校可根據(jù)實(shí)際需要將其內(nèi)容適當(dāng)補(bǔ)入必修模塊“信息技術(shù)基礎(chǔ)”之中。
三、突出信息技術(shù)內(nèi)容學(xué)習(xí)的過程性評(píng)價(jià)
倡導(dǎo)紙筆測(cè)驗(yàn)和上機(jī)測(cè)驗(yàn)相結(jié)合的多樣化評(píng)價(jià),適當(dāng)弱化評(píng)價(jià)的選拔與甄別功能。
四、強(qiáng)調(diào)“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”、“問題解決”教學(xué)策略的正確運(yùn)用
新課程標(biāo)準(zhǔn)別強(qiáng)調(diào)從問題解決出發(fā),讓學(xué)生親歷處理信息、開展交流、相互合作的過程。特別強(qiáng)調(diào)結(jié)合學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)實(shí)際設(shè)計(jì)問題,讓學(xué)生在活動(dòng)過程中掌握應(yīng)用信息技術(shù)解決問題的思想和方法,同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)的信息技術(shù)積極應(yīng)用到生產(chǎn)、生活乃至技術(shù)革新等實(shí)踐活動(dòng)中。
五、課程目標(biāo)體系發(fā)生變化
新思想,新理念,新標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)村信息課改學(xué)習(xí)中,不免心里還存有疑惑,有些問題:
1.“非零起點(diǎn)”
因?yàn)榱x務(wù)教育階段的信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)尚未制定,農(nóng)村高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)不免成了“空中樓閣”,這就難免事實(shí)上還要從“零起點(diǎn)”去考慮問題。信息技術(shù)課和其它課不同,它需要電腦作為工具實(shí)現(xiàn)其自身的價(jià)值。城市和農(nóng)村的學(xué)校在這方面有著很大的差異。比如,我校地處城鄉(xiāng)結(jié)合部,城市與農(nóng)村學(xué)生在信息技術(shù)能力方面差異很大。城市的學(xué)生條件好,接觸電腦的時(shí)間早,學(xué)校大多從小學(xué)就開設(shè)了這門課程,而農(nóng)村的學(xué)生,由于自身受到客觀條件的影響,對(duì)信息技術(shù)知之甚少,而高一信息技術(shù)教材是在繼承初中知識(shí)的基礎(chǔ)上編寫的,有許多計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)都不講了,那么必修模塊的教學(xué)在現(xiàn)有課時(shí)和現(xiàn)實(shí)條件下,如何實(shí)現(xiàn)因材施教,以學(xué)論教?這對(duì)信息技術(shù)教師的教學(xué)是一個(gè)挑戰(zhàn)。
2.教師能力
信息技術(shù)是一門日新月異發(fā)展很快的學(xué)習(xí)課目。新課改的實(shí)施對(duì)教師提出了更高、更廣闊的要求。上好這門課,需要教師在備課時(shí)比以前花更多的精力和時(shí)間,需要教師不斷地關(guān)注、學(xué)習(xí)和研究新知識(shí)、新問題。更需要授課教師不斷自我地學(xué)習(xí)、自我更新。
3.選修模塊
課改加大了選修分量,學(xué)生學(xué)習(xí)的自由度大了,老師講課的靈活性大了,新課改在教與學(xué)中很容易激發(fā)起教學(xué)雙方的興趣。但是不同地區(qū)不同學(xué)校由于教育資源的差別,所能開出的選修課差別甚大。比如信息技術(shù)新課標(biāo)雖然規(guī)定了5個(gè)選修系列,但是,每個(gè)系列的模塊怎樣進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)?怎樣考核?老師按自己所長(zhǎng)報(bào)出的選修課是否能夠滿足學(xué)生的要求?學(xué)生選擇老師時(shí)如果厚此而薄彼,課改大大壓縮了必修課的課時(shí),卻沒有減少舊課程的內(nèi)容,這就要求信息課教師在教學(xué)過程中,要善于對(duì)比、分析、研究解決其中的各種問題。
4.評(píng)價(jià)方式
【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);高效課堂;教學(xué)效率;新課程標(biāo)準(zhǔn)
學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情是發(fā)自內(nèi)心深處的,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,提高其信息能力,培養(yǎng)其信息素養(yǎng)。 “使教師因此而少教,學(xué)生因此而多學(xué),讓校園充滿著歡樂”(夸美紐斯語),只有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體性,讓學(xué)生熱愛學(xué)習(xí)、享受學(xué)習(xí),改變被動(dòng)接受知識(shí)的局面,才能切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效率。
1 樹立良好的服務(wù)意識(shí)是提高教學(xué)效率的前提
教師的教是為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展而服務(wù),因此教師要努力創(chuàng)設(shè)一切有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的情境與條件。每節(jié)信息技術(shù)課都是在多媒體教室進(jìn)行的,如果教師能在每個(gè)班學(xué)生來之前就把機(jī)器打開、調(diào)試好,那么既節(jié)省了課堂時(shí)間,又避免了因?qū)W生開關(guān)機(jī)器而造成的課堂混亂。在每節(jié)下課之后教師應(yīng)盡快整理機(jī)房、調(diào)試機(jī)器,讓下一個(gè)來上課的班級(jí)有一個(gè)整潔的環(huán)境,事情雖小,但能堅(jiān)持下來就是不凡,這對(duì)于教師的責(zé)任心和服務(wù)意識(shí)提出了較高的要求。
2 不斷加強(qiáng)教師自身能力建設(shè)是提高教學(xué)效率的基礎(chǔ)
教必有法,但無定法,提高課堂效率的因素有很多,但其中重要的一條——信息技術(shù)教師應(yīng)不斷提高工作能力,這包括較強(qiáng)的教學(xué)能力、扎實(shí)的理論知識(shí)和終生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣,只有這樣,才能順應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)教學(xué)發(fā)展的要求,將教學(xué)效率的提高落到實(shí)處。
2.1 提高教學(xué)研究能力。
只有研究型的教師才能勝任教育改革和創(chuàng)新工作。教學(xué)研究能力是一種源于教育實(shí)踐而又有所超越和升華的能力,教學(xué)研究的根本目的在于不斷完善現(xiàn)有的教學(xué)模式,提高教學(xué)效率,構(gòu)建有效課堂。信息技術(shù)學(xué)科屬于應(yīng)用性工具學(xué)科,教學(xué)方法、教學(xué)模式都在不斷的探索、研究、嘗試當(dāng)中,信息技術(shù)教師普遍也都比較年輕,因此教師更應(yīng)該通過研究、學(xué)習(xí),提高教育教學(xué)研究能力,爭(zhēng)做一名科研型、專家型教師。
2.2 加強(qiáng)課堂駕御能力。
新課程改革強(qiáng)調(diào)人的發(fā)展,因此小組合作教學(xué)、探究教學(xué)等新型教學(xué)模式不斷出現(xiàn),這對(duì)于還很年輕的信息技術(shù)教師來說一項(xiàng)挑戰(zhàn),因?yàn)椴粌H要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行充分的課前設(shè)計(jì),而且在課堂中還應(yīng)根據(jù)學(xué)生的狀態(tài)及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與順序,根據(jù)學(xué)生的情緒與反應(yīng)控制教學(xué)進(jìn)度,既保證三維知識(shí)目標(biāo)的落實(shí),又要保證學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性,只有這樣才能提高課堂教學(xué)效率。
2.3 培養(yǎng)知識(shí)更新能力。
計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展一日千里,這就要求我們信息技術(shù)教師必須具備較強(qiáng)的自我學(xué)習(xí)能力,不斷增加知識(shí)內(nèi)容,不斷提高專業(yè)技術(shù)。黑龍江省學(xué)業(yè)水平測(cè)試考試中包含五個(gè)內(nèi)容:數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)、多媒體技術(shù)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用、算法與程序設(shè)計(jì)、人工智能初步。由此可見,學(xué)科發(fā)展對(duì)于教師也提出不斷加強(qiáng)知識(shí)儲(chǔ)備、不斷更新知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求。
3 合理安排教學(xué)內(nèi)容是提高課堂效率的前提
3.1 精選教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于信息技術(shù)課來說,小組合作教學(xué)已經(jīng)成為較為普遍的教學(xué)模式,學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)會(huì)在教師的指導(dǎo)、組織下進(jìn)行。這就要求教師對(duì)于課堂內(nèi)容的選擇要有預(yù)見性,能夠根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況、教材內(nèi)容合理設(shè)計(jì)課堂教學(xué),適量講授、合理組織、正確引導(dǎo)、留出空白,以學(xué)生學(xué)懂、學(xué)好為標(biāo)準(zhǔn),不能為了大容量趕進(jìn)度而盲目擴(kuò)大課堂容量,讓學(xué)生消化不良,須知“夾生飯更不好吃”。
3.2 拓展教學(xué)內(nèi)容。信息技術(shù)來是一門實(shí)用性工具學(xué)科,它將基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合,目前信息技術(shù)知識(shí)更新速度快,課本上的知識(shí)內(nèi)容往往要比實(shí)際落后很多,如果我們將課本所講的知識(shí)當(dāng)下技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)相結(jié)合,就會(huì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)習(xí)做到有的放矢,真正地學(xué)以致用。例如,在介紹圖片的獲取時(shí),不僅介紹一些常見的圖像獲取方法,例如掃描儀、視頻頭、數(shù)據(jù)相機(jī)等設(shè)備,還組織學(xué)生詳細(xì)了解了有關(guān)這幾種設(shè)備的常見技術(shù)參數(shù),尤其是數(shù)據(jù)相機(jī),有效像素與最大像素成為學(xué)生關(guān)注的話題,另外,還向?qū)W生介紹一些計(jì)算圖片存儲(chǔ)大小的方法,以便讓學(xué)生掌握存儲(chǔ)卡的存儲(chǔ)容量,真正地做到學(xué)以致用。
3.3 增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容趣味。課堂不是教堂,怎么樣讓學(xué)生學(xué)得好,又學(xué)得快樂,這是新課程改革的要求,也是教師一直努力的方向。為此,我在安排課程內(nèi)容時(shí),盡量以多種方式、多角度讓學(xué)生認(rèn)識(shí)所學(xué)的知識(shí),如采用演示法、舉例法、討論法、競(jìng)賽法、游戲法來組織課堂,將傳統(tǒng)課堂演變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)學(xué)堂,制作豐富多采的課件,通過這些方法,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中始終處于新鮮好奇的狀態(tài),使學(xué)生易學(xué)樂學(xué)。
4 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力是提高教學(xué)效率的關(guān)鍵
4.1 保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
對(duì)于每一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,教師都要做好教學(xué)設(shè)計(jì),讓學(xué)生對(duì)每一節(jié)課都充滿新鮮,即使是以前學(xué)習(xí)過的內(nèi)容他們也會(huì)重新找到知識(shí)的樂趣。例如學(xué)習(xí)WORD藝術(shù)字的時(shí)候,學(xué)生大多以前有小學(xué)、初中都有學(xué)習(xí)過,所以大都不感興趣,為了提高同學(xué)們的興趣,我特意利用藝術(shù)文字制作的一個(gè)勾邊文字的效果,這是使用了三組藝術(shù)文字通過對(duì)線條與填充顏色的設(shè)置而達(dá)到的效果,結(jié)果同學(xué)們對(duì)這個(gè)效果非常感興趣,通過對(duì)勾邊字的制作從而很快掌握藝術(shù)文字的操作方法。
4.2 掌握正確的學(xué)習(xí)方式。
機(jī)器人教育活動(dòng)有助于青少年創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、空間探測(cè)、教育等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛,機(jī)器人技術(shù)給21世紀(jì)的人類社會(huì)帶來了更多的福音。機(jī)器人技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的綜合,已成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的科技前沿之一。機(jī)器人技術(shù)涉及機(jī)械工程、電子工程、人工智能、計(jì)算機(jī)視覺、自動(dòng)控制、精密儀器、傳感和信息等一系列學(xué)科,它代表著一個(gè)國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展的綜合水平。
青少年在機(jī)器人教育活動(dòng)中需要綜合運(yùn)用電子、機(jī)械、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科知識(shí),發(fā)揮團(tuán)結(jié)協(xié)作、頑強(qiáng)拼搏、創(chuàng)新不息的精神,在制作機(jī)器人活動(dòng)中不斷提高自身科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。機(jī)器人活動(dòng)使青少年在科技領(lǐng)域不斷學(xué)習(xí)、探索和研究,在培養(yǎng)青少年創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力、提高青少年的科學(xué)素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神方面發(fā)揮了積極的作用。
目前,中小學(xué)機(jī)器人教育活動(dòng)主要圍繞以下6項(xiàng)國(guó)內(nèi)外賽事開展。
中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽
主辦單位:中國(guó)科協(xié)青少年科技中心
競(jìng)賽項(xiàng)目:機(jī)器人綜合技能賽、FLL工程挑戰(zhàn)賽、VEX工程挑戰(zhàn)賽、機(jī)器人創(chuàng)意賽、機(jī)器人足球賽
全國(guó)中小學(xué)電腦機(jī)器人競(jìng)賽
主辦單位:教育部電教館
競(jìng)賽項(xiàng)目:機(jī)器人滅火、機(jī)器人足球、機(jī)器人籃球、機(jī)器人舞蹈、人形機(jī)器人全能挑戰(zhàn)賽
Robocup Junior(RCJ)世界杯比賽
主辦單位:中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)
競(jìng)賽項(xiàng)目:機(jī)器人足球、機(jī)器人搜救、機(jī)器人舞蹈、Cospace機(jī)器人賽、慧魚工程技術(shù)競(jìng)賽、機(jī)器人創(chuàng)意闖關(guān)(RTEC)
FLL(FIRST LEGO League)國(guó)際工程挑戰(zhàn)賽
由美國(guó)FIRST機(jī)構(gòu)和LEGO集團(tuán)聯(lián)合主辦的一個(gè)針對(duì)9~16歲孩子的國(guó)際性機(jī)器人比賽。
WRO(World Robot Olympiad)國(guó)際機(jī)器人奧林匹克機(jī)器人大賽
由國(guó)際奧林匹克機(jī)器人委員會(huì)(IROC)和LEGO教育部主辦的國(guó)際性機(jī)器人比賽。
競(jìng)賽項(xiàng)目:機(jī)器人常規(guī)賽、機(jī)器人創(chuàng)意比賽、機(jī)器人表演賽
VEX機(jī)器人世界錦標(biāo)賽
參賽的機(jī)器人既能自動(dòng)程序控制,又能通過遙控器控制,并可以在特定的競(jìng)賽場(chǎng)地上,按照一定的規(guī)則要求進(jìn)行比賽。 機(jī)器人活動(dòng)的困境 從目前國(guó)內(nèi)機(jī)器人活動(dòng)的現(xiàn)狀來看,主要存在以下兒個(gè)問題。
機(jī)器人活動(dòng)雖然得到廣大師生的熱愛,但參與人數(shù)有限,且主要集中在市區(qū)
機(jī)器人教育在提高學(xué)生素質(zhì)方面的作用已經(jīng)得到大多數(shù)學(xué)校的認(rèn)同,軟硬件結(jié)合的學(xué)習(xí)方式改變了過于一貫的重理論輕實(shí)踐的學(xué)習(xí)模式。學(xué)生在機(jī)器人的制作過程中,理論和實(shí)踐能力同步提高,部分學(xué)校在機(jī)器人競(jìng)賽方面取得了很好的成績(jī)。目前,以機(jī)器人競(jìng)賽為手段促進(jìn)機(jī)器人科普活動(dòng)的開展,成為機(jī)器人活動(dòng)的主要形式。按目前競(jìng)賽隊(duì)伍的人員配置看,一個(gè)競(jìng)賽代表隊(duì)按項(xiàng)目的不同,可以配置2~4個(gè)學(xué)生,每所學(xué)校、每個(gè)項(xiàng)目可以推薦2個(gè)代表隊(duì)參加比賽。這樣的話,每所學(xué)校即使所有項(xiàng)目都參賽,能參加機(jī)器人活動(dòng)的學(xué)生數(shù)量也非常有限,無法在學(xué)生中得到普及。以福州市為例,從2010年的74支代表隊(duì)近200名選手參賽,發(fā)展到2013年144支代表隊(duì)350名選手參賽。目前全市有50多所學(xué)校參加了機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng),而2005年的參賽學(xué)校不足10所,參賽選手不足百人,雖然學(xué)校和學(xué)生的參與熱情都大為提高,但在福州市(包括5個(gè)城區(qū)和8個(gè)縣)近2000所中小學(xué)中,普及率僅約3%;參與學(xué)生的數(shù)量上,只有極少的一部分,且主要集中在軟硬件條件較好的部分市區(qū)學(xué)校。 機(jī)器人器材價(jià)格高昂 參加機(jī)器人競(jìng)賽的代表隊(duì)為了獲得好成績(jī),都爭(zhēng)相配置高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,每套機(jī)器人少則數(shù)千元,多則上萬元甚至幾萬元,雖然成績(jī)上去了,卻無法使該項(xiàng)活動(dòng)得到普及。在與機(jī)器人指導(dǎo)教師的日常交流中,教師們普遍認(rèn)為缺乏適用、經(jīng)濟(jì)的教育機(jī)器人器材是目前開展機(jī)器人教育活動(dòng)的首要“攔路虎”。
機(jī)器人教師專業(yè)背景復(fù)雜,專業(yè)能力參差不齊
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),大多數(shù)教師來自信息技術(shù)、科學(xué)、通用技術(shù)這3個(gè)相關(guān)性較強(qiáng)的學(xué)科,這些教師的專業(yè)知識(shí)與機(jī)器人教學(xué)所需知識(shí)與能力吻合度較高。除此之外,一些數(shù)學(xué)、物理、自然等理科教師甚至體育教師也加入到機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)。雖然教師們有著一腔熱情,然而機(jī)器人學(xué)科是一門交叉性極強(qiáng)的綜合性學(xué)科,具有不同專業(yè)背景的教師在從事機(jī)器人活動(dòng)時(shí),勢(shì)必遇到知識(shí)和技能上的難題。因此,無論是何種專業(yè)背景出身的教師,由于機(jī)器人教育的綜合性和專業(yè)性,在從事機(jī)器人活動(dòng)時(shí)都有著自身的優(yōu)勢(shì)與不足。
機(jī)器人教育學(xué)習(xí)資源分散,教學(xué)研究資源匱乏
新老教師在獲取機(jī)器人相關(guān)知識(shí)和技能的途徑上存在差異。新教師主要通過參加科協(xié)每年舉辦的若干場(chǎng)相關(guān)培訓(xùn)進(jìn)行學(xué)習(xí),且學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容為機(jī)器人競(jìng)賽規(guī)則解讀和技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法,學(xué)習(xí)途徑比較單一、被動(dòng)。而富有機(jī)器人教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老教師,學(xué)習(xí)途徑則顯得多樣化。除參與培訓(xùn)之外,他們還會(huì)主動(dòng)地通過機(jī)器人技術(shù)交流網(wǎng)站、博客、QQ群、自主研究等多渠道獲取相關(guān)信息。這說明機(jī)器人指導(dǎo)教師在成長(zhǎng)初期,由于缺乏豐富的機(jī)器人教學(xué)資源和有效的信息交流平臺(tái),只能通過為數(shù)不多的培訓(xùn)活動(dòng)接受知阻,靠自身慢慢積累,摸索到其他的學(xué)習(xí)資源與渠道,才得以逐步成長(zhǎng)。從國(guó)內(nèi)兒大機(jī)器人相關(guān)網(wǎng)站顯示的信息看,大部分都是關(guān)于競(jìng)賽的通知、報(bào)道和技巧分析,或者是愛好者的自娛自樂,而關(guān)于機(jī)器人教育、教學(xué)的討論與研究、技術(shù)資源的共享是極其缺乏的。這主要源于缺乏相對(duì)應(yīng)的教師獎(jiǎng)勵(lì)、職稱評(píng)定機(jī)制,缺乏適合普及的教學(xué)模式,教師自身為獲取競(jìng)賽的好成績(jī)而對(duì)相關(guān)技術(shù)保密,缺乏相關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)的支持,以及缺乏完善的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制。
關(guān)鍵詞:教學(xué);課堂;合作
小學(xué)英語教學(xué)發(fā)展迅速,隨著新的國(guó)家英語課程標(biāo)準(zhǔn)的頒布,小學(xué)英語教學(xué)逐漸實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,并成為我國(guó)基礎(chǔ)教育的重要組成部分之一。小學(xué)英語課堂教學(xué)方法多樣,作為小學(xué)英語教師,應(yīng)在日常教學(xué)中努力探索,掌握語言教學(xué)規(guī)律,使英語教學(xué)逐漸符合心理學(xué)與教育學(xué)規(guī)律。如此一來,可以有效提高教學(xué)效率,緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。那么如何構(gòu)建高效的英語課堂呢?我覺得應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)。
1創(chuàng)造適宜的語言環(huán)境
對(duì)于我們的鄉(xiāng)村小學(xué),因受條件限制,英語實(shí)踐機(jī)會(huì)較少,英語交流僅僅在課堂上實(shí)現(xiàn)。所以,作為英語教師,應(yīng)為學(xué)生提供盡可能多的交流機(jī)會(huì),例如英語游戲、情景表演、英語對(duì)話等,使每一位學(xué)生都有用英語表達(dá)自我的機(jī)會(huì)。對(duì)英語課堂教學(xué)進(jìn)行靈活安排,教師為主導(dǎo),尊重學(xué)生的主體地位,通過開展各式各樣有趣的活動(dòng),充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。只有這樣,才能保證每一位學(xué)生都能參與到英語課堂實(shí)踐中,充分體現(xiàn)英語的交際性,實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)性。不管何種語言,如果不多加練習(xí),只做不說,語言學(xué)習(xí)便會(huì)失去其真正的意義。對(duì)于英語課程的學(xué)習(xí),更為如此。在英語教學(xué)中,最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是為學(xué)生創(chuàng)造適合的語言環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生的英語語感,逐漸形成用英語與他人交流的習(xí)慣,從而幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握英語,使英語學(xué)習(xí)變得更有價(jià)值。
2我們應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的情感態(tài)度
對(duì)于英語課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠積極主動(dòng)參與是最有效的教學(xué)效果。那么,如何才能實(shí)現(xiàn)學(xué)生的積極主動(dòng)參與呢?教師應(yīng)重視學(xué)生的情感態(tài)度。對(duì)于小學(xué)生而言,在未接觸英語課程之前保持濃厚的興趣非??少F,因此,教師應(yīng)對(duì)這種興趣格外珍惜與保護(hù),多多鼓勵(lì)學(xué)生,避免打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,在實(shí)際英語教學(xué)中,難免有些學(xué)生對(duì)相關(guān)課程掌握不好,或發(fā)音不準(zhǔn),英文朗讀不夠順暢,產(chǎn)生自卑心理,課堂上不敢舉手回答老師的提問,久而久之對(duì)其自身的英語成績(jī)產(chǎn)生不利影響。此時(shí),教師應(yīng)時(shí)常鼓勵(lì)學(xué)生,對(duì)學(xué)生表現(xiàn)出極大的耐心與信心,使學(xué)生感受到老師的關(guān)愛,即使學(xué)生發(fā)音出錯(cuò),也不可批評(píng)學(xué)生,要用溫和的態(tài)度提示正確讀音。如此一來,逐漸建立起學(xué)習(xí)英語的自信,對(duì)英語產(chǎn)生濃厚的興趣,并愛上學(xué)習(xí)英語。如此,小學(xué)英語課堂才更有意義。
3掌握好會(huì)話教學(xué)
會(huì)話教學(xué)的量影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,在會(huì)話教學(xué)中,教師需要:1、充分利用教材所提供的材料,將學(xué)生現(xiàn)有的生活經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容充分結(jié)合起來,幫助學(xué)生更好地構(gòu)建起知識(shí)結(jié)構(gòu)。2、活化教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生創(chuàng)立貼合實(shí)際生活的語言情境,使學(xué)生在更加真實(shí)的語境中理解、應(yīng)用英語語言,最終達(dá)到習(xí)得語言的目的。3、避免將對(duì)話教學(xué)變?yōu)椤案蠋熌睢⒏浺糇x”,使對(duì)話教學(xué)變得枯燥無味。
4注重教學(xué)過程管理,強(qiáng)調(diào)先進(jìn)教學(xué)方法和理念的實(shí)施
小學(xué)開設(shè)英語課程,主要目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)英語的學(xué)習(xí)興趣,形成學(xué)習(xí)英語的積極情感,培養(yǎng)其英語語感,奠定今后學(xué)習(xí)英語的基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生用英語交流的能力。因此,在實(shí)際的英語教學(xué)中,教師應(yīng)進(jìn)一步明確教學(xué)目標(biāo),指導(dǎo)英語課程教學(xué)的實(shí)施,靈活使用多種教學(xué)方法,進(jìn)一步提升教學(xué)效果。在實(shí)踐過程中應(yīng)該明確以下幾點(diǎn):
4.1在教學(xué)模式與教學(xué)方面,要做到重體驗(yàn)、重實(shí)踐與重參與。
對(duì)于很多孩子來說,激發(fā)他們學(xué)習(xí)英語的興趣,創(chuàng)造一個(gè)良好的開端至關(guān)重要。上課不要急于完全按照本單元的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué),而是以學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)為切入點(diǎn),組織形式多樣的活動(dòng)給學(xué)生進(jìn)行英語學(xué)習(xí)的啟蒙。用學(xué)生會(huì)說的一些英語詞語,如:Ok、Bye-Bye、CD、VCD以及漢英對(duì)比等活動(dòng),讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)英語很有趣、不難,才能激發(fā)學(xué)生渴望獲得英語知識(shí)的欲望。國(guó)際21世紀(jì)教育委員會(huì)在向聯(lián)合國(guó)教科文組織提交的《教育———財(cái)富蘊(yùn)藏其中》的報(bào)告中,指出現(xiàn)代教育“四大支柱”為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)做事、學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)生存。由此可見,現(xiàn)如今,學(xué)習(xí)合作已逐步成為當(dāng)代人生存的重要條件,同時(shí)也是現(xiàn)代教育的一大基礎(chǔ)目標(biāo)。另外,小組合作學(xué)習(xí)中,組內(nèi)成員對(duì)于其他成員的英語知識(shí)掌握程度具有一定的責(zé)任,組內(nèi)所有成員對(duì)所學(xué)知識(shí)都掌握了,才能完成學(xué)習(xí)任務(wù),如此一來,學(xué)生之間互相幫助、互相協(xié)作,學(xué)生在合作過程中,分享學(xué)習(xí)成果的同時(shí),培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神,從而充分有效地開發(fā)人工智能,調(diào)動(dòng)組內(nèi)成員的學(xué)習(xí)積極性。在實(shí)際的英語教學(xué)中,通過學(xué)生之間的小組合作學(xué)習(xí),既學(xué)會(huì)用英語進(jìn)行交流、學(xué)習(xí)與合作,又逐漸學(xué)會(huì)了與他人分享學(xué)習(xí)成果,同時(shí)也學(xué)會(huì)為別人的成功而滿足,并以此鼓勵(lì)自己。學(xué)生之間既能取長(zhǎng)補(bǔ)短,在競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)中提高學(xué)習(xí)成績(jī),獲得更多的英語知識(shí);又能在提高成績(jī)之余,培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作精神,開闊視野,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,提高學(xué)生的想象力。另外,學(xué)生能通過別人審視自己,為自己今后的學(xué)習(xí)、良好品德的形成奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)??梢哉f,小組合作學(xué)習(xí)已逐漸成為學(xué)生學(xué)習(xí)英語的最佳學(xué)習(xí)方式。
4.2在教學(xué)目標(biāo)方面,教師應(yīng)重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng),建立學(xué)生學(xué)習(xí)英語的信心。
英語教師可以采取多種不同的激勵(lì)方式,例如任務(wù)激勵(lì)、獎(jiǎng)品激勵(lì)、信任激勵(lì)、榮譽(yù)激勵(lì)或情感激勵(lì)等,激發(fā)學(xué)生參與互動(dòng)的熱情,使學(xué)生真正體驗(yàn)到成功的喜悅。建立起學(xué)生對(duì)英語學(xué)習(xí)的成就感,便能逐漸建立其自信心,學(xué)生逐漸對(duì)英語學(xué)習(xí)產(chǎn)生渴望,從而有效提高課堂效果。在課程實(shí)施方面,教師應(yīng)重視課堂環(huán)境的創(chuàng)立,注重教學(xué)效率。教師在教學(xué)過程中,應(yīng)該充分利用多媒體教學(xué)手段,例如電視、電腦、錄音、錄像等,充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)一步活躍課堂氣氛,進(jìn)而為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更加真實(shí)的英語交流環(huán)境。
5要把高效的課堂延伸到課外
對(duì)于小學(xué)生而言,僅僅依靠課堂內(nèi)短短的40分鐘學(xué)習(xí)英語遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在課堂上掌握更多知識(shí)的同時(shí),對(duì)學(xué)生的課余時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)安排,將教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)延伸至課外時(shí)間。例如,可以為學(xué)生布置適當(dāng)?shù)挠⒄Z課外作業(yè),讓學(xué)生課外通過小組合作或查資料的方式完成作業(yè)。如此一來,不僅節(jié)省了課堂時(shí)間,而且讓英語學(xué)習(xí)逐漸擴(kuò)展到課外,進(jìn)一步鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。另外,還可以將英語學(xué)習(xí)逐漸延伸至課外時(shí)空,例如創(chuàng)立課外英語角、制作英語畫刊、布置英語走廊等,通過各種課外英語活動(dòng),提高學(xué)生對(duì)英語課程的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生在課堂以外的時(shí)間與空間里感受英語的存在。
6結(jié)語
總而言之,小學(xué)英語教學(xué)(尤其是農(nóng)村學(xué)校)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的教學(xué)任務(wù)。在英語教學(xué)過程中,教師不能僅僅將教學(xué)視作簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授,應(yīng)利用多種教學(xué)方法使課堂教學(xué)成為學(xué)生開心學(xué)習(xí)的重要樂園,學(xué)生通過合作學(xué)習(xí),掌握知識(shí),提高自身的英語學(xué)習(xí)能力。在這樣的課堂環(huán)境下,學(xué)生才能真正愛上英語,并逐漸掌握用英語交流的技巧。這樣的課堂才能視作高效的英語課堂。
參考文獻(xiàn)
[1]《英語課程標(biāo)準(zhǔn)》解讀.
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